台風進路予測の変動メカニズムの解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26282111
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 榎本 剛 京都大学, 防災研究所, 准教授 (10358765)
• 研究分担者: 山崎 哲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, その他部局等, 研究員 (20633887)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 自然現象観測・予測 / 数値予報 / 熱帯低気圧

研究実績の概要

台風の進路予報において，年平均誤差と誤差の中央値を比較したところ，気象庁だけでなく海外の他の気象局でも共通して，中央値の方が小さいことが分かった。これは，平均誤差が進路予報の大外し事例の影響を受けて大きくなっていることを示唆しており，大外し事例に注目して進路予報を改善することにより更に年平均誤差を削減できる可能性がある。また，大外し事例の割合は熱帯低気圧の発生する海域毎に大きく異なっていることも明らかとなった。
熱帯低気圧が発生しその後台風まで発達する前後で進路予報の精度がどの程度変動するか調査したところ，台風（最大風速が34ノット以上）まで発達する前でも，現在気象庁が発表している発達後の進路予報と同程度の精度を持つことが分かった。この成果は，気象庁が今後新たに台風の発生予報を行う際の基礎資料となる。
水平解像度7 kmのNICAMで137事例の台風予報実験を行なったところ水平解像度約20 km現業予報よりも進路や強度を精度よく予測できることが明らかになった。
欧州中期予報センター（ECMWF）のOpenIFSを用いて，2013年台風第3号（Yagi）の進路予測実験を行なった。OpenIFSの水平解像度を変えて実験したところ，解像度が細かくなるにつれて，進路が東寄りになり，他のセンターよりもベストトラックに近いECMWFの現業予報（水平解像度約15 km）に近づくことが分かった。
2016年1月に赤道付近で発生したハリケーンPaliを非静力学領域大気モデルWRFで再現した。コリオリパラメータを変えた実験を行なったところ，強度は必ずしもコリオリ力に比例しないことが明らかになった。
全球の観測データをもれなく同化できるようにするためのアルゴリズムを考案するとともに，アンサンブル予報感度解析を大気データ同化システムに実装した。

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

ECMWFのOpenIFSを用いた実験を行うための環境が整備され，日米欧の主要な現業数値天気予報モデルが揃い，たすき掛け実験の環境が充実した。非静力学領域大気モデルWRFを用いたアンサンブルダウンスケール実験を行う環境も整備することができた。平成29年度から実施を予定している観測システム設計に用いる同化システムの改良を先行して準備することができた。
台風進路予報データの分析が進展し，大外しが成績低下の重要な要因であることや，その地域分布を明らかにするとともに，台風の強度に達していない熱帯低気圧も台風と同程度の精度を持つことを確認し，台風発生予報に資する重要な示唆を得た。また台風予測の精度と解像度の関係について明らかにした。台風進路予報に関する調査結果やデータ同化の開発，それを用いた関連研究を複数の論文として出版または投稿することができた。
海外研究機関との共同研究も，データのやり取りや解析結果に関する検討を進め，順調に進展している。

今後の研究の推進方策

たすき掛け予報実験をより簡便に実施できるようにするため，気象庁，ECMWF，NCEPの全球モデルとそれぞれの初期値を用いて3×3のたすき掛け予報実験が行える環境を整備する。台風進路予報の精度を向上させる知見を得るため，ハリケーンJoaquinなどの北西太平洋域以外の大外し事例，世界の熱帯低気圧コミュニティの間で大外し事例と認識されている事例にも注目して，たすき掛け予報実験を行い，その原因を調査する。台風進路予報の精度向上につながる観測システム設計を行うための基礎的な知見を得るため，予報感度解析や観測システム実験を実施する。

次年度使用額が生じた理由

残額が少額であるため。

次年度使用額の使用計画

次年度の研究費と合わせて有効に利用する

研究成果

• [国際共同研究] 中国気象局(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 中国気象局
• [国際共同研究] 欧州中期予報センター(欧州連合)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: 欧州中期予報センター
• [雑誌論文] Using Observations near the Poles in the AFES-LETKF Data Assimilation System (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, A., T. Enomoto, T. Miyoshi, A. Kuwano-Yoshida, and N. Komori
  • 雑誌名: SOLA 巻: 13 ページ: 41ー46
  • DOI: 10.2151/sola.2017-004
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Global 7-km mesh nonhydrostatic Model Intercomparison Project for improving TYphoon forecast (TYMIP-G7): Experimental design and preliminary results (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakano, M., A. Wada, M. Sawada, H. Yoshimura, R. Onishi, S. Kawahara, W. Sasaki, T. Nasuno, M. Yamaguchi, T. Iriguchi, M. Sugi and Y. Takeuchi
  • 雑誌名: Geosci. Model Dev. 巻: 10 ページ: 1363―1381
  • DOI: 10.5194/gmd-10-1363-2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] AFES-LETKF全球アンサンブル再解析を用いた研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山崎哲
  • 雑誌名: 号外海洋「データ同化研究と海洋学への貢献－海洋データ同化夏の学校；第20回記念号－ 巻: 号外59 ページ: 52ー59
• [雑誌論文] 全球大気海洋結合モデルを用いた実験的アンサンブル大気再解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小守信正, 榎本 剛, 三好建正, 山崎 哲, 吉田 聡, 田口文明
  • 雑誌名: 号外海洋「データ同化研究と海洋学への貢献－海洋データ同化夏の学校；第20回記念号－ 巻: 号外59 ページ: 93ー97
• [雑誌論文] 数値天気予報における予測変動メカニズムの解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山崎 哲, 中野満寿男, 榎本 剛, 吉田 聡, 山口宗彦, 松枝未遠, 山根省三
  • 雑誌名: Annual Report of the Earth Simulator 巻: － ページ: 91ー95
  • オープンアクセス
• [学会発表] Application of ensemble-based techniques to tropical disturbances (2017)
  • 著者名/発表者名: Enomoto, T.
  • 学会等名: The second International Workshop on Extreme Weather in Changing Climate in the Maritime Continent
  • 発表場所: Hanoi University of Science, Hanoi, Vietnam
  • 年月日: 2017-08-25 – 2017-08-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Introduction to numerical weather prediction (2017)
  • 著者名/発表者名: Enomoto, T.
  • 学会等名: South-East Asia School on Tropical Atmospheric Science (SEASTAS)
  • 発表場所: Hanoi University of Science, Hanoi, Vietnam
  • 年月日: 2017-08-23 – 2017-08-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Effects of the Coriolis Force on Intensity of Hurricane PALI in Ensemble Experiments (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉岡 大秋，榎本 剛
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉県千葉市
  • 年月日: 2017-05-20 – 2017-05-20
  • 国際学会
• [学会発表] Recent Research and Development at MRI/JMA to Improve Typhoon Forecasts (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, M., U. Shimada, T. Iriguchi, M. Sawada and H. Owada
  • 学会等名: 71st Intergovernmental Hurricane Conference
  • 発表場所: Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, University of Miami, Miami, USA
  • 年月日: 2017-03-15 – 2017-03-15
  • 国際学会
• [学会発表] Implementing the ensemble forecast sensitivity to observations (EFSO) method with the AFES-LETKF data assimilation system (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, A., T. Miyoshi and N. Komori
  • 学会等名: The 3rd RIKEN International Symposium on Data Assimilation (RISDA2017)
  • 発表場所: RIKEN AICS, Kobe, Japan
  • 年月日: 2017-02-28 – 2017-02-28
  • 国際学会
• [学会発表] Global 7-km mesh nonhydrostatic Model Intercomparison Project for improving Typhoon forecast (TYMIP-G7) (2016)
  • 著者名/発表者名: Masuo Nakano, Akiyoshi Wada, Masahiro Sawada, Hiromasa Yoshimura, Ryo Onishi, Shintaro, Kawahara, Wataru Sasaki, Tomoe Nasuno, Munehiko Yamaguchi, Takeshi Iriguchi, Masato, Sugi, Yoshiaki Takeuchi
  • 学会等名: 4th International Workshop on Nonhydrostatic Models
  • 発表場所: The Prince Hakone Lake Ashinoko, Hakone, Japan
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-11-30
  • 国際学会
• [学会発表] Characteristics of tropical rainfall and diabatic heating in Global 7-km mesh nonhydrostatic Model Intercomparison Project for improving TYphoon forecast (TYMIP-G7) (2016)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Sawada, Hideaki Kawai, Hiromasa Yoshimura, Akiyoshi Wada, Masuo Nakano, Ryo, Onishi, Shintaro Kawahara, Eiki Shindo, Takeshi Iriguchi, Munehiko Yamaguchi, Masato, Sugi, Tomoe Nasuno, Wataru Sasaki, Hiromitsu Fuchigami, Yoshiaki Takeuchi
  • 学会等名: Workshop on Global Precipitation System 2016
  • 発表場所: 海洋研究開発機構横浜研究所, 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-11-29 – 2016-11-29
  • 国際学会
• [学会発表] Global 7-km mesh nonhydrostatic Model Intercomparison Project for improving Typhoon forecast (TYMIP-G7) (2016)
  • 著者名/発表者名: Masuo Nakano, Akiyoshi Wada, Masahiro Sawada, Hiromasa Yoshimura, Ryo Onishi, Shintaro Kawahara, Wataru Sasaki, Tomoe Nasuno, Munehiko Yamaguchi, Takeshi Iriguchi, Masato Sugi, Yoshiaki Takeuchi
  • 学会等名: Workshop on Global Precipitation System 2016
  • 発表場所: 海洋研究開発機構横浜研究所, 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-11-28 – 2016-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] OpenIFSによる予報実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 榎本剛，吉田聡，山崎哲，中野満寿男，山根省三，山口宗彦，松枝未遠
  • 学会等名: 東アジア域における大気循環の季節内変動に関する研究集会
  • 発表場所: 京都大学防災研究所, 京都府宇治市
  • 年月日: 2016-11-08 – 2016-11-08
• [学会発表] 弱コリオリ下でのハリケーンのアンサンブル予報実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉岡大秋，榎本剛
  • 学会等名: 東アジア域における大気循環の季節内変動に関する研究集会
  • 発表場所: 京都大学防災研究所, 京都府宇治市
  • 年月日: 2016-11-08 – 2016-11-08
• [学会発表] 海洋・大気変動予測とバイオロギング (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田聡，西川はつみ
  • 学会等名: 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「バイオロギングと海洋・大気変動予測の未来 ―Sustainability Initiative in the Marginal Seas of South and East Asia (SIMSEA)の推進に向けて」
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所, 千葉県柏市
  • 年月日: 2016-11-04 – 2016-11-04
• [学会発表] アンサンブルダウンスケール実験による台風発生メカニズムに関する解析―2016年ハリケーンPALIの事例― (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉岡大秋，榎本剛
  • 学会等名: 日本気象学会2016年度秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学, 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2016-10-28 – 2016-10-28
• [学会発表] 2013年台風第3号Yagiの予報実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 榎本剛
  • 学会等名: 日本気象学会2016年度秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学, 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2016-10-27 – 2016-10-27
• [学会発表] アンサンブルの森に誘われて(日本気象学会正野賞受賞記念講演) (2016)
  • 著者名/発表者名: 松枝未遠
  • 学会等名: 日本気象学会2016年度秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学, 愛知県名古屋市
  • 年月日: 2016-10-27 – 2016-10-27
  • 招待講演
• [学会発表] OpenIFSによる予報実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 榎本剛
  • 学会等名: 激甚化する台風・爆弾低気圧起源の災害ハザード予測研究ワークショップ2016
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス, 福岡県福岡市
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-06
  • 招待講演
• [学会発表] Ensemble-based experimental atmospheric reanalysis using a global coupled atmosphere-ocean GCM (2016)
  • 著者名/発表者名: Komori, N., T. Enomoto, T. Miyoshi, A. Yamazaki, A. Kuwano-Yoshida, B. Taguchi
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Data Assimilation 2016
  • 発表場所: The University of Reading, Reading, UK
  • 年月日: 2016-07-18 – 2016-07-22
  • 国際学会
• [学会発表] 衛星解析と全球アンサンブル予報を利用した台風発生予報 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口宗彦, 小出直久
  • 学会等名: 日本気象学会2016年度春季大会
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京都渋谷区
  • 年月日: 2016-05-19 – 2016-05-19
• [学会発表] アンサンブルダウンスケール実験における台風発生の初期値依存性に関する解析 ―2013年台風4号の事例― (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉岡大秋, 筆保弘徳, 榎本剛, 勝俣昌己, 山崎哲, 横井覚, 辻野智紀, 舛田あゆみ, 城岡竜一
  • 学会等名: 日本気象学会2016年度春季大会
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター, 東京都渋谷区
  • 年月日: 2016-05-19 – 2016-05-19
• [備考] TIGGE Museum
  • URL: http://gpvjma.ccs.hpcc.jp/TIGGE/
• [備考] S2S Museum
  • URL: http://gpvjma.ccs.hpcc.jp/S2S/
• [備考] 台風の進路予測の変動メカニズムの解明
  • URL: http://www.dpac.dpri.kyoto-u.ac.jp/qthoren/projects/tctrack