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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Predictability of typhoons and explosive cyclones and multi-scale air-sea interaction

Planned Research

Project AreaMid-latitude ocean-atmosphere interaction hotspots under the changing climate
Project/Area Number 19H05696
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

川村 隆一  九州大学, 理学研究院, 教授 (30303209)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 筆保 弘徳  横浜国立大学, 教育学部, 教授 (00435843)
山本 勝  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (10314551)
富田 裕之  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (10435844)
森本 昭彦  愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (80301323)
柳瀬 亘  気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 主任研究官 (80376540)
宮本 佳明  慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (90612185)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2024-03-31
Keywords台風 / 爆弾低気圧 / 黒潮・黒潮続流 / 予測可能性 / スケール間大気海洋相互作用
Outline of Annual Research Achievements

台風:(1)日本付近を西進して逆走台風などと呼ばれた2018年の台風第12号と上層の寒冷渦との相互作用について数値実験を行った。大気海洋結合実験での台風による海面冷却の効果は、対流を通じて上層の寒冷渦にも影響することを明らかにした。(2)2019年台風第15号の発生環境場を調べ、さらに2019年台風第19号と比較しながら高解像度海洋モデルとクーリングパラメータを用いて、台風通過に伴う海面水温低下の定量化を行った。後者の解析の結果では、海面水温低下にとって海洋状態だけでなく台風の特徴が重要であることを明らかにした。(3)精緻な雲物理モデルを用いたシミュレーションを行なって、湿潤対流へのエアロゾル(海塩粒子)数濃度の影響を明らかにした。また、関東沿岸における降水量とエアロゾル数濃度の関係を観測データを用いて解析した。両者を論文発表した。(4)近年の黒潮の遠隔影響がより顕在化して日本に接近する秋台風の強度を強めている可能性を示した。
爆弾低気圧:(1)ホットスポットによって形成される環境場(低気圧の活動域の南北分岐形成や急発達の出現頻度)が爆弾低気圧や二つ玉低気圧に与える影響を明らかにした。JRA55の時刻あたりの低気圧出現個数に関する気候特性をまとめた。(2)日本海低気圧と南岸低気圧の急発達をもたらす水蒸気起源に系統的な差異が見られた。
現場観測・衛星リモセン:(1)改良された海上の比湿・風速の衛星推定手法により2012~2019年の台風時と爆弾低気圧時の海面熱フラックス推定を行った。台風の発達の度合いと海面潜熱フラックスの関係を既存のデータと比較を行いながら調査した。(2)平成30年7月豪雨による海上への直接の降水と河川を通した短時間での膨大な淡水の供給により、太平洋と瀬戸内海の間での重力循環が強化されたことを3次元数値モデルにより明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

理由
爆弾低気圧に係る研究では、理想化実験等でhotspot域の爆弾低気圧の本質的理解が進んでいる。また、低気圧の構造変化のプロセスの理解の深化、爆弾低気圧活動の長期変動のメカニズムの一端が明らかにされている。特に低気圧活動の長期変動において、東シナ海の高温多湿化に起因する1987年以降の活発化と、北海道暴風雪頻発の主因となった1999年以降の経路変化の解明は、長期予測における気候モデルの検証という点でも意義が高い。台風に係る研究では、台湾北東海域における台風通過に伴う黒潮流軸移動の実態解明や台風やcold surgeが対馬暖流の流路に与える影響など、海洋応答の研究も精力的に進められている。
台風・爆弾低気圧の共通性に係る研究では、衛星リモセンによる台風時の海上大気比湿推定手法の高度化に成功した。爆弾低気圧時にも適用可能である事がわかっており、台風時・爆弾低気圧時の高品質な海面フラックスデータが今後増加していくことが大いに期待できる。また、台風から温帯低気圧への遷移、傾圧的な台風発生の詳細なプロセスが理解されつつあり、hotspot域の低気圧の共通性の理解と普遍性を明らかにする試みがなされている。
各研究の進捗状況を総合的に評価すると、台風の発達をもたらす黒潮の遠隔影響のメカニズムの解明をプレスリリースするなど当初の計画以上に進展している研究が多くある一方、成果の論文化が若干遅れ気味の研究も一部あることから、自己評価は「おおむね順調に進展している」と判断した。

Strategy for Future Research Activity

台風:①台風の温帯低気圧化について、台風の環境場を単純化して非静力学シミュレーションを行い、海面温度・前線帯・惑星渦度などの環境場パラメータに対する台風の構造や強度の依存性を調べる。②精緻な雲物理・エアロゾル輸送モデルを用いて、台風の強度・構造に対するエアロゾル数濃度の影響及び湿潤対流内の複数のエアロゾル除去過程の定量的評価を行う。③大気海洋結合領域モデルを用いて、既往顕著台風の擬似温暖化実験の結果から、変わりゆく気候系の中緯度台風の変容を海洋の果たす役割を明らかにする。④中緯度の海面水温偏差が、数週間から季節スケールの台風活動に及ぼす影響の背景場への依存性を、全球高解像度モデルのアンサンブル数値実験から調べる。⑤台風への黒潮の遠隔影響のメカニズムがメキシコ湾流でも適用可能か普遍的理解を進める。
爆弾低気圧:①縁辺海ホットスポットの理想化実験に基づき,二つ玉低気圧と爆弾低気圧の出現の最適条件を明らかにする。再解析データを用いて時刻あたりの低気圧の出現個数の気候学的特徴を整理し、二つ玉低気圧の顕著事例の特徴をまとめる。②引き続き領域同位体循環モデルを用いて日本海低気圧と南岸低気圧の水蒸気起源の系統的な違いを明らかにし、低気圧発達への寄与を調査する。
現場観測・衛星リモセン:①山陰沖日本海の陸棚縁の海底上に設置した2台の超音波多層流速計を回収し、台風通過時および冬季の吹き出し時に注目し、陸棚波の伝播や対馬 暖流の流路変動を調べる。東シナ海上を通過する台風による黒潮変動を調べるため、海洋モデルを構築し様々な経路の対応に対する計算を実施し応答特性を明らかにする。②台風・爆弾低気圧に対応した衛星海面フラックス推定手法について、改良や検証を継続する。2012年以降の台風や爆弾低気圧について、衛星推定と数値モデルとの比較を行う。

Remarks

2021/11/24 プレスリリース「台風の発達をもたらす黒潮の遠隔影響のメカニズムを解明」(九州大学)

  • Research Products

    (52 results)

All 2022 2021

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 12 results) Presentation (38 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] PM2.5 decrease with precipitation as revealed by single-point ground-based observation2022

    • Author(s)
      Fujino, R., and Y. Miyamoto
    • Journal Title

      Atmospheric Science Letters

      Volume: - Pages: e1088

    • DOI

      10.1002/asl.1088

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Intensity and Structural Changes of Numerically Simulated Typhoon Faxai (1915) before Landfall2022

    • Author(s)
      Miyamoto, Y., H. Fudeyasu, and A. Wada
    • Journal Title

      J. Meteorological Society of Japan

      Volume: 100 Pages: 81-196

    • DOI

      10.2151/jmsj.2022-009

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Contributions of the climate regime shift and historical global warming to explosive cyclone activity around Japan according to large-ensemble simulations2022

    • Author(s)
      Takumi Tsukijihara, Ryuichi Kawamura
    • Journal Title

      International Journal of Climatology

      Volume: 42 Pages: 1632-1644

    • DOI

      10.1002/joc.7324

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sporadic Low Salinity Signals in the Oceanic Mixed Layer Observed by the Kuroshio Extension Observatory Buoy2022

    • Author(s)
      Kohei Kameyama,Yuki Kanno, Shun Ohishi, Hiroyuki Tomita, Yoshiki Fukutomi, Hidenori Aiki
    • Journal Title

      Frontiers in Climate

      Volume: 4 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fclim.2022.820490

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Contributions of the Large-Scale Environment to the Typhoon Genesis of Faxai (2019)2022

    • Author(s)
      Hironori FUDEYASU, Udai SHIMADA, Yoshinori OIKAWA, Hisaki EITO, Akiyoshi WADA, Ryuji YOSHIDA, Takeshi HORINOUCHI
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan

      Volume: 100 Pages: -

    • DOI

      10.2151/jmsj.2022-031

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interactions between a tropical cyclone and upper-tropospheric cold-core lows simulated by an atmosphere-wave-ocean coupled model: A case study of Typhoon Jongdari (2018)2022

    • Author(s)
      Wada, A., W. Yanase and K. Okamoto
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan

      Volume: 100 Pages: 387- 414

    • DOI

      10.2151/jmsj.2022-019

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Atmospheric response to the North Pacific hotspot in idealized simulations: Application to explosive and binary cyclogenesis2021

    • Author(s)
      Masaru Yamamoto
    • Journal Title

      Atmospheric Science Letters

      Volume: 22 Pages: e1060

    • DOI

      10.1002/asl.1060

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effects of Number Concentration of Cloud Condensation Nuclei on Moist Convection Formation2021

    • Author(s)
      Miyamoto, Y.
    • Journal Title

      Journal of the Atmospheric Sciences

      Volume: 78 Pages: 3401-3413

    • DOI

      10.1175/JAS-D-21-0058.1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Kuroshio-enhanced convective rainband associated with an extratropical cyclone in the cold season2021

    • Author(s)
      Hidetaka Hirata, Ryuichi Kawamura, Masami Nonaka, Kazuhisa Tsuboki
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan

      Volume: 99 Pages: 899-912

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-043

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Estimation of water origins within an explosive cyclone over the Sea of Japan using an isotopic regional spectral model2021

    • Author(s)
      Xiaoyang Li, Ryuichi Kawamura, Atsuko Sugimoto, Kei Yoshimura
    • Journal Title

      Journal of Hydrometeorology

      Volume: 22 Pages: 2825-2841

    • DOI

      10.1175/JHM-D-21-0027.1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Active role of sea surface temperature changes over the Kuroshio in the development of distant tropical cyclones in boreal fall2021

    • Author(s)
      Keita Fujiwara, Ryuichi Kawamura
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 126 Pages: e2021JD035056

    • DOI

      10.1029/2021JD035056

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fortnightly variation of the Tsushima Warm Current on the continental shelf in the southwestern Japan Sea2021

    • Author(s)
      Takikawa, T., Morimoto, A., Kyushima, M., Ichikawa, K., Yufu, K.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research

      Volume: 126(11) Pages: -

    • DOI

      10.1029/2020JC017141

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Relationship between precipitation and PM2.5 in Tsujido, Japan2022

    • Author(s)
      Risako Fujino, Yoshiaki Miyamoto
    • Organizer
      102nd American Meteorological Society Annual Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 亜熱帯低気圧の特徴を示した台風Kirogi(2012)2022

    • Author(s)
      柳瀬 亘・嶋田宇大・北畠尚子・栃本英伍
    • Organizer
      第3回高・低気圧ワークショップ
  • [Presentation] 縁辺海域ホットスポットが温帯低気圧に与える影響:理想実験の中の爆弾低気圧やバイナリー低気圧の発達・形成2021

    • Author(s)
      山本勝
    • Organizer
      JpGU Meeting 2021
  • [Presentation] 日本周辺域の低気圧の出現個数について2021

    • Author(s)
      甲斐田新乃輔, 山本勝
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] 辻堂における降水量とPM2.5の関係2021

    • Author(s)
      藤野梨紗子、宮本佳明
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
  • [Presentation] 辻堂における降水量・風速とPM2.5の関係2021

    • Author(s)
      藤野梨紗子、宮本佳明
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] MIROC6 piControl 実験における摂動フィードバックパラメータ の変動とそのメカニズム解明2021

    • Author(s)
      土田 耕,望月 崇,川村 隆一,川野 哲也
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
  • [Presentation] 今世紀における黒潮の海面水温昇温がもたらす秋台風の遠隔強化2021

    • Author(s)
      藤原 圭太,川村 隆一
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
  • [Presentation] 台風ボーガスを用いた7月気候場シミュレーションによる台風の遠隔影響2021

    • Author(s)
      吉田尚起, 川村隆一, 川野哲也, 望月崇, 飯塚聡
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
  • [Presentation] 2017年8月9日に九州北部地方を通過したボウエコーの内部構造および発達過程2021

    • Author(s)
      川野哲也,猪口洋平,川村隆一
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
  • [Presentation] 2021年1月大雪時の爆弾低気圧とJPCZ:長白山系の影響評価2021

    • Author(s)
      鈴木雄斗,川村隆一,川野哲也,望月崇
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
  • [Presentation] 南西諸島周辺の黒潮流域SSTが2020年7月熊本豪雨に与えるインパクト2021

    • Author(s)
      川野哲也,川村隆一
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
  • [Presentation] Interdecadal Variation of Perturbation Feedback Parameter in MIROC6 piControl Simulation2021

    • Author(s)
      Kou Tsuchida, Takashi Mochizuki, Ryuichi Kawamura, Tetsuya Kawano
    • Organizer
      JpGU Meeting 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of the processes of their response to the Kuroshio Large Meander between explosive cyclones that differ in the development type2021

    • Author(s)
      Hidetaka Hirata, Ryuichi Kawamura, Masami Nonaka
    • Organizer
      JpGU Meeting 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of moisture sources within an explosive cyclone over the Sea of Japan using an isotopic regional spectral model2021

    • Author(s)
      Xiaoyang Li, Ryuichi Kawamura, Atsuko Sugimoto, Kei Yoshimura
    • Organizer
      JpGU Meeting 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Advances in the estimation of global surface net heat flux based on satellite observation: J-OFURO3 V1.12021

    • Author(s)
      Hiroyuki Tomita, Kunio Kutsuwada, Masahisa Kubota
    • Organizer
      JpGU Meeting 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CMIP6 piControl 実験における摂動フィードバックパラメータ(PFP)の変動とその要因分析2021

    • Author(s)
      土田耕, 望月崇, 川村隆一, 川野哲也
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] 2021年1月の大雪事例でみられた長白山系のカスケード効果2021

    • Author(s)
      鈴木雄斗,川村隆一,川野哲也,望月崇
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] JPCZおよびそれに関連した豪雪イベントの将来変化2021

    • Author(s)
      安清莉奈, 川野哲也, 川村隆一, 望月崇
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] 水蒸気場変化に対する台風雷活動の応答2021

    • Author(s)
      原 啓喜, 川野哲也, 川村隆一, 望月崇
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] 北陸雪雲の微物理的・電気的構造におけるice-ice collisionsによる二次氷晶生成過程の効果2021

    • Author(s)
      木下直樹, 川野哲也,川村隆一, 鈴木賢士,杉本総一郎,高橋 劭
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] メキシコ湾流の微細構造と遠隔海域のハリケーンの発達について ~2016年ハリケーンNICOLEの事例解析~2021

    • Author(s)
      藤原圭太, 川村隆一
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [Presentation] Estimation of moisture sources within a winter extratropical cyclone over the Sea of Japan using an isotopic regional spectral model2021

    • Author(s)
      Xiaoyang Li, Ryuichi Kawamura, Atsuko Sugimoto, Kei Yoshimura
    • Organizer
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional climate variability and change across timescales
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Processes leading to the response of explosive cyclones to the Kuroshio Large Meander2021

    • Author(s)
      Hidetaka Hirata, Ryuichi Kawamura, Masami Nonaka
    • Organizer
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional climate variability and change across timescales
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水蒸気場変化に対する台風雷活動の応答2021

    • Author(s)
      原 啓喜, 川野哲也, 川村隆一, 望月崇
    • Organizer
      低気圧と暴風雨雪に係るワークショップ2021
  • [Presentation] JPCZおよびそれに関連した豪雪イベントの将来変化2021

    • Author(s)
      安清莉奈, 川野哲也, 川村隆一, 望月崇
    • Organizer
      低気圧と暴風雨雪に係るワークショップ2021
  • [Presentation] 2021年1月の大雪事例でみられた長白山系のカスケード効果2021

    • Author(s)
      鈴木雄斗,川村隆一,川野哲也,望月崇
    • Organizer
      低気圧と暴風雨雪に係るワークショップ2021
  • [Presentation] 九州地方における梅雨の準4年変動の顕在化2021

    • Author(s)
      藤原圭太, 川村隆一
    • Organizer
      新学術領域研究「変わりゆく気候系における中緯度大気海洋相互作用hotspot」第3回領域全体会議
  • [Presentation] Moisture sources of extremely heavy rainfall occurred over Southwestern Japan in early July 20202021

    • Author(s)
      Xiaoyang Li, Ryuichi Kawamura, Kimpei Ichiyanagi, Kei Yoshimura
    • Organizer
      新学術領域研究「変わりゆく気候系における中緯度大気海洋相互作用hotspot」第3回領域全体会議
  • [Presentation] 豊後水道における豪雨に伴う沿岸と外洋の海水交換2021

    • Author(s)
      森本昭彦・董孟洪・亀田まひろ・柴川大雅・平井真紀子・三門哲也・竹尻浩平・ 郭新宇・武岡英隆
    • Organizer
      JpGU Meeting 2021
  • [Presentation] Large-scale conditions for reintensification after the extratropical transition of tropical cyclones in the western North Pacific Ocean2021

    • Author(s)
      Yanase, W., U. Shimada and N. Takamura
    • Organizer
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional climate variability and change across timescales
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 台風第19号の非対称な降水分布:中緯度プロセスの影響2021

    • Author(s)
      柳瀬 亘・荒木健太郎・和田章義・嶋田宇大・林昌宏・堀之内武
    • Organizer
      第53回メソ気象研究会・気象災害委員会合同研究会
  • [Presentation] 台風Kirogi(2012)の傾圧的な発生過程2021

    • Author(s)
      柳瀬 亘・嶋田宇大・北畠尚子・栃本英伍
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
  • [Presentation] 2019年台風15号(Faxai)と19号(Hagibis)による海洋変化2021

    • Author(s)
      飯田康生,筆保弘徳,田中裕介,飯塚聡,宮本佳明
    • Organizer
      日本気象学会2021年度春季大会
  • [Presentation] Oceanic environmental change due to Typhoon Faxai(T1915) and Hagibis(T1919)2021

    • Author(s)
      Iida K., H. Fudeyasu, Y. Tanaka, S. Iizuka, Y. Miyamoto
    • Organizer
      JpGU Meeting 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Considering sea surface temperature change due to Typhoon Faxai(T1915) and Hagibis (T1919) using a high resolution ocean model and cooling parameter2021

    • Author(s)
      Iida K., H. Fudeyasu, Y. Tanaka, S. Iizuka, Y. Miyamoto
    • Organizer
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional climate variability and change across timescales
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Faxai(2019)およびHagibis(2019)による海面水温低下の解析2021

    • Author(s)
      飯田康生,筆保弘徳,田中裕介,飯塚聡,宮本佳明
    • Organizer
      台風研究会2021「台風予報と防災情報に関する研究集会」
  • [Presentation] Faxai(2019)およびHagibis(2019)による海面水温低下の解析2021

    • Author(s)
      飯田康生,筆保弘徳,田中裕介,飯塚聡,宮本佳明
    • Organizer
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [Book] 自然災害科学・防災の百科事典2022

    • Author(s)
      日本自然災害学会 編 筆保弘徳他
    • Total Pages
      806
    • Publisher
      丸善出版
    • ISBN
      978-4-621-30664-2
  • [Book] 気候系のhot spot:中緯度大気海洋相互作用研究の新展開, 気象研究ノート2021

    • Author(s)
      中村 尚,川村 隆一
    • Total Pages
      374
    • Publisher
      日本気象学会
    • ISBN
      978-4-904129-27-2

URL: 

Published: 2022-12-28  

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