2017 Fiscal Year Annual Research Report
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
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16H01846
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
川村 隆一 九州大学, 理学研究院, 教授 (30303209)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹見 哲也 京都大学, 防災研究所, 准教授 (10314361)
川野 哲也 九州大学, 理学研究院, 助教 (30291511)
早稲田 卓爾 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30376488)
前田 潤滋 九州大学, 人間環境学研究院, 名誉教授 (40128088)
飯塚 聡 国立研究開発法人防災科学技術研究所, その他部局等, 総括主任研究員 (40414403)
吉田 聡 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90392969)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 気象災害 / 海象災害 / 台風 / 爆弾低気圧 / 災害ハザード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
南西諸島を発達しながら北上する夏台風に作用するTC-MCBフィードバック仮説の更なる検証を行い信頼性を向上させた。また黒潮・黒潮続流域で急発達する温帯低気圧に重要なCCB-LHフィードバックの改訂を行い、その力学プロセスの構築が完了した。大規模全球大気アンサンブル実験d4PDFの標準実験と非温暖化実験から、海面水温の温暖化が近年の北太平洋中央部での爆弾低気圧活動（1月）の活発化に寄与している可能性を示した。
京都市の実在市街地の建物データをLESモデルに組み込み、冬季の強風時の風速条件を与え、地表面付近の風速変動の高分解能シミュレーションを実施した。建物高度の違いに対する感度実験も行い、地表面粗度が及ぼす風速変動への影響について調べた。
21年間のハインドキャスト計算結果（TodaiWW3）から、爆弾低気圧は最発達後に風速が弱まるが、その後波高は数時間成長し続けることを解明した。また「進行方向に対して右側」と「温暖前線の寒気側」の2箇所で 方向スペクトルが狭くなることを示した。爆弾低気圧下の波浪の形成メカニズムが台風とは異なることを示し、これらの成果は今後、爆弾低気圧下での大気海洋相互作用における波浪の寄与の解明につながる。また、爆弾低気圧下のフリーク波発生の可能性が高い場所（スペクトルの狭帯化）が特定できた。
オホーツク海の海氷が北海道に接岸している場合，爆弾低気圧に伴う北海道地方の暴風雪強度が増大し，被害拡大の危険性が高まることを示した。またDSJRA-55を用いて南岸低気圧に伴う関東地方の竜巻等突風の発生環境場を明らかにした。
爆弾低気圧の強風指標作成のため、低気圧周辺の風速の規格化偏差と中心気圧の低下量を組み合わせる指標を検討した。両者を組み合わせることにより、上位に順位付けされる爆弾低気圧の多くが日本の各地に強風等をもたらした事例となることが確認された。
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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
夏台風の発達・維持に寄与する遠隔海域からの水蒸気輸送に係るフィードバック仮説（TC-MCBフィードバック）が客観的に検証できた事から、次の段階として秋台風の急発達について長距離水蒸気輸送のプロセス研究が進行している。南岸低気圧の寒冷コンベアベルトを介した潜熱加熱のフィードバック仮説（CCB-LHフィードバック）の構築が完成したことで、様々な極端現象事例（三宅島の集中豪雨等）のプロセス解明への応用研究が進展している。
また冬季強風時のLES等の高解像度シミュレーション、爆弾低気圧起源の波浪の形成メカニズム、災害リスク評価に資する研究（低気圧周辺の風速の規格化偏差と中心気圧の低下量を組み合わせる指標の開発等）なども順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
①爆弾低気圧に関しては水平解像度2km以下の高解像度シミュレーションを実施し、ストーム中心近傍のメソフロントの形成機構を調査すると同時に局地的豪雨・大雪への影響を評価する。また、大気再解析データJRA-55Cの解析値と第一推定値からそれぞれ求めた発達率の比較により、北太平洋爆弾低気圧活動の長期変化が爆弾低気圧の6時間予測精度に及ぼす影響とその要因を解析する。台風に関しては大型台風が多い秋台風の急発達について、台風システム外部から内部コアへ流入する空気塊の湿潤過程と潜熱加熱への影響を評価し、台風強度予測の改善への貢献を目指す。
②実在市街地の建物高度データを組み込んだLESモデルを用いて、爆弾低気圧など強風時の風速条件を与え、乱流の組織構造と風速変動が建物配置は高度分布の違いに応じてどのように変化するのかについて定量的に調べる。引き続き九州上陸時の台風の構造変化の再現実験を実施し、九州広域高密度風観測システム解析で得られた瞬間風速・最大風速の再現性評価を行う。
③日本近海の極端イベント(台風及び爆弾低気圧起源の有義波高や突風率の極値)の過去事例について波浪シミュレーションを継続して行い、 極値統計推定に資する極端イベントの検証 、波浪生成メカニズムの解明およびモデルの改善を行う。
④近年の北海道の暴風雪頻発の要因となっている南岸低気圧の数十年規模変動のメカニズムを明らかにし、熱帯気候のレジームシフト及び温暖化との関連を調査する。また、爆弾低気圧が日本周辺を通過中にその構造を変化させるケースに着目し、日本列島の山岳および海水面温度分布がその構造変化におよぼす影響を明らかにする。
⑤爆弾低気圧に伴う強風リスクを評価するため、気圧低下率と低気圧の風速の規格化偏差を組み合わせた指標を作成する。また気温等の規格化偏差も組み合わせ、天候の急変の指標としての適応可能性についても検討する。
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| Remarks |
平成29年度「日本風工学会 学会賞（功績賞）」を受賞（前田潤滋）
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[Journal Article] Challenges and opportunities for improved understanding of regional climate dynamics2018
Author(s)
Matthew Collins, Shoshiro Minobe, Marcelo Barreiro, Simona Bordoni, Yohai Kaspi, Akira Kuwano-Yoshida, Noel Keenlyside, Elisa Manzini, Christopher H O’Reilly, Rowan Sutton, Shang-Ping Xie, Olga Zolina
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Journal Title
Nature Climate Change
Volume: 8
Pages: 101-108
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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