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2021 年度 実績報告書

衛星データ同化を用いた、大気対流現象の発生メカニズム解明とデータ同化スキーム開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K22362
研究機関東京大学

研究代表者

南出 将志  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90884916)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワードデータ同化 / 台風
研究実績の概要

台風の急速発達過程(Rapid intensification)は、カオス性の強い対流スケールの影響を大きく受けるマルチスケール相互作用を含む現象である。特に急速発達期の強度の数値予測は困難であり、予測不確実性がその他のタイミングに比べて増大するばかりでなく、大きなネガティヴバイアス(i.e.台風の急速発達を見逃す、あるいは強度を低く予測してしまう)傾向があることが指摘されている。
台風強度予測向上のためには、台風内部領域における観測の同化が効果的であることが知られている。しかし、熱帯低気圧のほとんどは陸上に根差した観測網の及ばない熱帯域の海上で生じ、発達するため、利用できる観測は非常に限られている。さらに、対流現象に伴って、細かい時空間スケールで激しく変動する内部構造について、継続的に捉えることは非常に困難である。よって、発達するかどうかわからず、航空機観測などの大規模な観測の実施が難しい初期の台風などにとって、静止軌道観測衛星であるひまわり8号やGOES-16は、ほとんど唯一の観測ソースとなる場合も少なくない。本研究では、大西洋にて発生し、GOES-16にてその急速発展を観測されたハリケーンについて、衛星観測同化実験を実施し、大気対流現象の発生メカニズムと、急速発達時の台風強度予測の向上可能性について検証した。
1. 台風の急速発達時における強度予測精度について、ピーク時で20%程度の誤差の減少が実現した。また、台風強度予測のネガティヴバイアス(台風発達の過小評価傾向)について、開発した衛星データ同化システムによって改善することを示した。
2. 台風の予測精度改善に貢献した要素を解析し、定量的に示した。衛星以外の観測が不足する熱帯海洋上において、特に衛星観測の予測精度改善への貢献度が高く、予測改善の90%以上が衛星観測データ同化によって実現されることを示した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Using Ensemble Data Assimilation to Explore the Environmental Controls on the Initiation and Predictability of Moist Convection2022

    • 著者名/発表者名
      Minamide Masashi、Posselt Derek J.
    • 雑誌名

      Journal of the Atmospheric Sciences

      巻: 79 ページ: 1151~1169

    • DOI

      10.1175/JAS-D-21-0140.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Predictability of moist convection through thousands ensemble convective-scale data assimilation2022

    • 著者名/発表者名
      Minamide M., D. J. Posselt
    • 学会等名
      the 102nd Annual Meeting of American Meteorological Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Pursuing the promise of satellite all-sky radiance assimilation for improving hurricane prediction: A recent adventure of Fuqing Zhang2022

    • 著者名/発表者名
      Minamide M., D. J. Posselt
    • 学会等名
      The 35th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大アンサンブルによる全天赤外輝度温度同化を通じた対流の予測可能性2022

    • 著者名/発表者名
      Minamide, M., D. J. Posselt
    • 学会等名
      気象学会春季大会
  • [学会発表] Nonlinear Forecast Error Growth of Rapidly Intensifying Hurricane Harvey (2017) Examined through Convection-permitting Ensemble Assimilation of GOES-16 All-sky Radiances2021

    • 著者名/発表者名
      Minamide M., F.Zhang, E. E. Clothiaux
    • 学会等名
      the 101st Annual Meeting of American Meteorological Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Hurricane-Seasonal analysis on the performances of Convection-Permitting Ensemble Tropical Cyclone Initializations with All-sky Satellite Radiance Assimilation2021

    • 著者名/発表者名
      Minamide M., D. J. Posselt
    • 学会等名
      the 101st Annual Meeting of American Meteorological Society
    • 国際学会
  • [学会発表] 全天赤外輝度温度のデータ同化による極端気象現象予測2021

    • 著者名/発表者名
      Minamide, M., D. J. Posselt
    • 学会等名
      気象学会春季大会
  • [学会発表] 全天赤外輝度温度のデータ同化による台風の急速発達予測2021

    • 著者名/発表者名
      Minamide, M., D. J. Posselt
    • 学会等名
      気象学会秋季大会

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公開日: 2022-12-28  

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