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2019 年度 実績報告書

最先端の地上大気観測とデータ同化で、線状降水帯の予測精度はどこまで向上するのか?

研究課題

研究課題/領域番号 19H01983
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

吉田 智  気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 主任研究官 (00571564)

研究分担者 酒井 哲  気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 主任研究官 (00377988)
永井 智広  気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 研究官 (30343891)
瀬古 弘  気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 室長 (60354445)
柴田 泰邦  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (10305419)
山本 真之  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所リモートセンシング研究室, 主任研究員 (90346073)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードデータ同化 / 線状降水帯 / 水蒸気ライダ / ウィンドプロファイラ / 気温ライダ
研究実績の概要

適応信号処理等の最先端工学技術を駆使した地上大気観測器を開発してきた。即ち、水蒸気量鉛直プロファイルを得る「水蒸気ライダ」 、気温の鉛直プロファイルを得る「気温ライダ」、風の鉛直プロファイルを得る「ウィンドプロファイラ」である。ライダ、ウィンドプロファイラは共にリモートセンシング機器で、レーザ光又は電磁波を大気中に照射し、その後方散乱から物理量(水蒸気量、気温、3次元風向風速)を得る。これらの最先端観測器の観測データをデータ同化することにより、線状降水帯に伴う降水量の予測精度向上を目指している。
研究初年度の令和元年度では、これらの上記の最先端大気観測器を用いて、神奈川県および東京都で.水蒸気量・気温・風の鉛直プロファイルの連続同期観測を行い、相模湾から北関東へ流入する湿潤な大気の観測を行った。令和元年度の観測では、観測の風下側で大雨が発生しなかったため、豪雨のデータ同化実験は実施できていない。しかしながら、得られた観測データの解析により、データ同化に不可欠な観測誤差や観測バイアスなどを得た。この情報を用いて適切なデータ同化が実施できるように基本的な準備を整えた。
上記のデータ同化実験と並行して、過去の線状降水帯事例を用いて観測システムシミュレーション実験(OSSE)を行った。OSSEでは過去の事例に対して、実際に観測があった場合、どのような予報が出せるのか、を疑似的に再現できる。このOSSEにより2014年の広島豪雨事例や2017年の九州北部豪雨の事例に対して、ライダ観測が大雨予測の精度向上に貢献することを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

予定通り円滑に観測を実施し、基礎的な解析を経て観測器の観測誤差など基本的な情報を得ることができた。さらにOSSEを用いてライダ観測の有効性を示し、この研究の一部はすでに学術論文として掲載されている。以上より、順調に進行していると思われる。

今後の研究の推進方策

予定通り、関東の観測を継続する。関東の観測網を強化するために、民間で観測された水蒸気データや、空港ドップラーライダーデータの利活用について検討を進める。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Observation System Simulation Experiments of Water Vapor Profiles Observed by Raman Lidar Using LETKF System2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Satoru、Yokota Sho、Seko Hiromu、Sakai Tetsu、Nagai Tomohiro
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 16 ページ: 43~50

    • DOI

      https://doi.org/10.2151/sola.2020-008

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Sea breeze front observation with water vapor lidar and Doppler lidar at Tokyo Bay -Case of localized heavy rainfall on 19 August 2017-2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai, T., T. Nagai, S. Yoshida, T. Kawabata, Y. Shoji, and K. Shirais
    • 学会等名
      AMS 100th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 次世代ウィンドプロファイラの研究開発2020

    • 著者名/発表者名
      本真之, 西村耕司, 川村誠治, 山口弘誠, 中北英一, 吉田智
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会
  • [学会発表] 次世代ウィンドプロファイラの研究開発2020

    • 著者名/発表者名
      山本真之, 西村耕司, 川村誠治, 山口弘誠, 中北英一, 吉田智
    • 学会等名
      2020年電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] Development of a mobile water vapor Raman lidar and its application for data assimilation2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida, T. Sakai, T. Nagai, S. Yokota, H. Seko, Y. Shoji, and K. Shiraishi
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society 16th Annual Meeting
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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