2017 Fiscal Year Annual Research Report
日本周辺の海面水温場が局所的な豪雨・豪雪の予測可能性に与える影響の定量的評価
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16H01844
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中村 尚 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (10251406)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
万田 敦昌 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (00343343)
川瀬 宏明 気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 主任研究官 (20537287)
茂木 耕作 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 大気海洋相互作用研究分野, 研究員 (70421881)
飯塚 聡 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 水・土砂防災研究部門, 総括主任研究員 (40414403)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 領域大気モデル / 予報実験 / 高解像度海面水温データ / 集中豪雨 / 豪雪 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我が国の豪雨の発生や季節性に周辺海域の海面水温分布が重要な影響を与えることが研究代表者らの最近の研究から示されている。そこで、精緻化の進む領域大気モデルによる地域的な豪雨・豪雪事例の予報精度に対し、大気モデルの下方境界条件として与える日本周辺海域の海面水温データの時空間分解能が及ぼす影響を、近年の多くの顕著な豪雨・豪雪事例に対する予報再現実験から定量的・包括的に評価することを本研究課題は目指している。
平成29年7月九州北部豪雨事例において、6月下旬の梅雨前線帯の北上に伴う東シナ海の水温の急激な上昇が重要であることを示す実験結果を得た。梅雨前線の北上が日射の強化を伴い、水温が上昇し、海面からの蒸発が強化して、九州に流入する対流圏下層の気塊が多湿に維持され、対流不安定性を強化していた。梅雨末期の集中豪雨は梅雨前線帯の南側で発生することが多く、梅雨前線帯の北上に伴う東シナ海上の日射の強化がその一因であるとの示唆が得られた。なお、東シナ海の海面水温の季節進行と表層塩分成層の変動との関連に着目して、海洋客観解析データに基づく解析にも着手した。
一方、平成25年8月の秋田・岩手豪雨事例においては、領域大気モデルの水平解像度を1kmに向上させるとレーダー雨量と同程度の雨量強度が再現されるようになることが確認できた。また、初期値や領域の設定にも強い感度が見られたが、海面水温に対する感度は水平解像度3kmの実験と定性的には同じで、領域大気モデルの実験設定も依然として重要であることが分かった。
さらに、領域大気モデル実験に与える高解像度の海面水温データに対する時間及び空間平滑化が夏季降水量に及ぼす影響を調査した。積算降水は空間平滑化のみに影響されるのに対し、豪雨事例に対しては時間・空間どちらの平滑化にも影響が見られ、夏季豪雨の予測に対して時間・空間両方の高解像度化が重要であることが見出された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成28年度に整備した海面水温データと気象庁のメソ解析値等を境界値とした感度実験を実施し、当初予定していた夏季の豪雨に対する海面水温の時間・空間解像度の影響の調査を順調に進めることができた。また、本研究課題開始後に発生した平成29年7月九州北部豪雨の解析事例についてもシミュレーションに成功し、海面水温との関係についての解析を進めることができた。水平解像度1kmの高解像度大気モデルを用いた実験についても、当初の計画通りに複数の衛星による海面水温データに対する豪雨の感度実験として秋田・岩手豪雨の事例を対象に実施しており、海面水温が雨量のみならず降水帯の位置にも系統的な不確実性が生じることを明らかにできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在遂行中の豪雨事例に対するメカニズム研究を継続して推進していく。平成29年7月九州北部豪雨における海面水温変動の要因を海洋熱収支解析から詳細に調査する。同時に、感度実験により海面水温分布の不確定性が数値実験結果に及ぼす影響の定量化を目指す。海面水温分布の不確実性が豪雨の再現性にもたらす系統的な不確実性について、水平解像度1km程度の領域大気モデル実験を今後、他の事例についても行っていく。また、夏季だけでなく冬季の降水量及び豪雪事例に対する影響について調査を拡大していく。高解像度の海面水温データFORA SSTは、他の低解像度の海面水温に比べて日本海北西部で低温、東北や北陸の沿岸で高温となっており、このような海面水温の差が冬季の降水量に及ぼす影響にも着目して調査する。さらに、大気海洋間の相互作用について熱帯と中緯度・東シナ海を比較することで、その相違点・共通点を明らかすることも目指す。さらに、これまでに得られた結果と今後得られる結果を国際雑誌へ投稿し公表することを目指す。
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[Journal Article] Four-dimensional variational ocean reanalysis: a 30-year high-resolution dataset in the western North Pacific (FORA-WNP30)2017
Author(s)
Norihisa Usui, Tsuyoshi Wakamatsu, Yusuke Tanaka, Nariaki Hirose, Takahiro Toyoda, Shiro Nishikawa, Yosuke Fujii, Yasushi Takatsuki, Hiromichi Igarashi, Haruka Nishikawa, Yoichi Ishikawa, Tsurane Kuragano, Masafumi Kamachi
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Journal Title
Journal of Oceanography
Volume: 73
Pages: 205～233
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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