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2011 Fiscal Year Final Research Report

Generation Mechanism, Structure and Dynamics of Violent Vortices in the Atmospheric Boundary layer and their Roles in Turbulent Transport

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 21340134
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

NIINO Hiroshi  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (90272525)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) IGA Keita  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (60292059)
Project Period (FY) 2009 – 2011
Keywords気象学 / 対流混合層 / 大気境界層 / ラージ・エディ・シミュレーション / 渦 / 塵旋風 / 竜巻 / 回転境界層
Research Abstract

Generation mechanisms, structures and dynamics of dust devils, steam devils and tornadoes are studied. Dust devils are formed when circulation about the vertical axis, which is generated at mid-levels in a convective mixed layer, is transported by downdrafts toward low-levels, and then to updraft regions while nearly conserving the angular momentum. Steam devils in a moist convective mixed layer without precipitation develop in a similar way to dust devils. Those with precipitation, however, are caused by collisions of boundaries of cold pools from precipitating area. Radial distribution of tangential velocity in these strong vortices is found to have two different regimes which are dominated by the dynamics of a rotating boundary layer.

  • Research Products

    (54 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (39 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Effects of ambient rotation on dust devils2011

    • Author(s)
      Ito, J., H. Niino, and M. Nakanishi
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: Vol.7 Pages: 165-168

    • DOI

      doi:10.2151/sola.2011-042

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The mechanism of upper-oceanic vertical motions forced by a moving typhoon2011

    • Author(s)
      Suzuki, S., H. Niino, and R. Kimura
    • Journal Title

      Fluid Dynamics Research

      Volume: Vol.43 Pages: 025504

    • DOI

      doi:10.1088/0169-5983/43/2/

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Response of marine ecosystem to typhoon passage in the western subtropical North Pacific2011

    • Author(s)
      Shibano, R., Y. Yamanaka, N. Okada, T. Chuda, S. Suzuki, H. Niino, M. Toratani
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: Vol.38 Pages: L18608

    • DOI

      doi:10.1029/2011GL048717

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 円筒容器で回転する水の振動現象と履歴現象2011

    • Author(s)
      渡邉俊一、伊賀啓太、横田祥、新野宏、三澤信彦
    • Journal Title

      ながれ

      Volume: 30巻 Pages: 455-458

  • [Journal Article] Vortex flow produced by schooling behavior of arabesque greenling Pleurogrammus azonus2011

    • Author(s)
      Kitagawa, T., T. Nakagawa, R. Kimura, H. Niino, and S. Kimura
    • Journal Title

      Fisheries Science

      Volume: Vol.77 Pages: 217-222

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Numerical investigation of a supercell tornado : Genesis and vorticity budget2010

    • Author(s)
      Noda, A. T. and H. Niino
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan

      Volume: Vol.88 Pages: 135-139

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large eddy simulation on dust suspension in a convective mixed layer2010

    • Author(s)
      Ito., J., H. Niino and M. Nakanishi
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: Vol.6 Pages: 133-136

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large eddy simulation of dust devils in a diurnally-evolving convective mixed layer2010

    • Author(s)
      Ito, J., R. Tanaka, H. Niino, and M. Nakanishi
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan

      Volume: Vol.88 Pages: 63-67

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure of a bathtub vortex : Importance of the bottom boundary layer2010

    • Author(s)
      Yukimoto, S., H. Niino, T. Noguchi, R. Kimura, and F. Moulin
    • Journal Title

      Theoretical and Computational Fluid Dynamics

      Volume: Vol.24 Pages: 323-327

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ラージ・エディ・シミュレーションに基づく改良Mellor-Yamada Level3乱流クロージャーモデル(MYNNモデル)の開発と大気境界層の研究-2009年度日本気象学会賞受賞記念講演-2010

    • Author(s)
      中西幹郎、新野宏
    • Journal Title

      天気

      Volume: 57巻 Pages: 877-888

  • [Journal Article] Numerical simulation of a tornadogenesis in a mini-supercell in an outer rainband of Typhoon Shanshan on 17 September 20062009

    • Author(s)
      Mashiko, W., H. Niino, and T. Kato
    • Journal Title

      Monthly Weather Review

      Volume: Vol.137 Pages: 4238-4260

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of an improved turbulence closure model for the atmospheric boundary layer2009

    • Author(s)
      Nakanishi, M. and H. Niino
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan

      Volume: Vol.87 Pages: 895-912

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 台風と竜巻-その理解の現状と対策-2009

    • Author(s)
      新野宏
    • Journal Title

      ウェッジ

      Volume: 11月号 Pages: 62-65

  • [Presentation] 塵旋風のスケーリング2011

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      第13回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      九州大学雨要力学研究所(福岡県)
    • Year and Date
      20111214-15
  • [Presentation] ITCZ breakdownに伴って生じる台風の発生・発達過程2011

    • Author(s)
      横田祥、新野宏、柳瀬亘
    • Organizer
      第13回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      九州大学雨要力学研究所(福岡県)
    • Year and Date
      20111214-15
  • [Presentation] 円筒容器内で回転する水の表面変形とその履歴現象2011

    • Author(s)
      渡邉俊一、新野宏, 他3名
    • Organizer
      第13回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      九州大学雨要力学研究所(福岡県)
    • Year and Date
      20111214-15
  • [Presentation] Numerical study on factors that affect the horizontal scale of tropical cyclones2011

    • Author(s)
      Takeda, K., H. Niino and W. Yanase
    • Organizer
      Fifth Korea-China-Japan Joint Conference on Meteorology
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      20111024-26
  • [Presentation] A numerical experiment on the genesis of tropical cyclones due to ITCZ breakdown mechanism2011

    • Author(s)
      Yokota, S., H. Niino and W. Yanase
    • Organizer
      Fifth Korea-China-Japan Joint Conference on Meteorology
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      20111024-26
  • [Presentation] Formation mechanism of dust devils in idealized convective mixed layers2011

    • Author(s)
      Ito, J., H. Niino and M. Nakanishi
    • Organizer
      Fifth Korea-China-Japan Joint Conference on Meteorology
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      20111024-26
  • [Presentation] Terra Incognitaにおける大気境界層モデルのアプリオリ・テスト2011

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      第13回非静力学モデルに関するワークショップ
    • Place of Presentation
      防災科学技術研究所雪氷防災研究センター(新潟県)
    • Year and Date
      20111013-14
  • [Presentation] 2011年4月25日に千葉県北西部で発生した竜巻の数値シミュレーション2011

    • Author(s)
      荒木健太郎、新野宏、加藤輝之
    • Organizer
      第13回非静力学モデルに関するワークショップ
    • Place of Presentation
      防災科学技術研究所雪氷防災研究センター(新潟県)
    • Year and Date
      20111013-14
  • [Presentation] LESで再現したDust Devilのトラッキング2011

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2011-11-17
  • [Presentation] 2011年4月25日に千葉県北西部で発生した竜巻の数値シミュレーション2011

    • Author(s)
      荒木健太郎、新野宏、加藤輝之
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2011-11-17
  • [Presentation] CZ-Breakdownに伴うハリケーン発生の理想化実験2011

    • Author(s)
      横田祥、新野宏、柳瀬亘
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2011-11-17
  • [Presentation] 西大西洋に発生したtwin cyclonesの再現実験2011

    • Author(s)
      吉村淳、新野宏、柳瀬亘
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2011-11-17
  • [Presentation] 円筒容器内で回転する水の表面変形とその履歴現象2011

    • Author(s)
      渡邉俊一、新野宏、(他2名)
    • Organizer
      第13回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      首都大学東京(東京都)
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] Dust Devilのスケーリング2011

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      第13回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      首都大学東京(東京都)
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] 2011年4月25日に千葉で発生した竜巻の数値シミュレーション2011

    • Author(s)
      荒木健太郎、新野宏、加藤輝之
    • Organizer
      第13回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      首都大学東京(東京都)
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] Large eddy simulation of sea breeze and scaling of its horizontal extent2011

    • Author(s)
      Ito, J., H. Niino and M. Nakanishi
    • Organizer
      14th AMS Conference on Mesoscale Processes
    • Place of Presentation
      Los Angeles, USA
    • Year and Date
      2011-08-01
  • [Presentation] 円筒容器内で回転する水の表面変形2011

    • Author(s)
      渡邉俊一、新野宏(他3名)
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県)
    • Year and Date
      2011-05-21
  • [Presentation] 回転する流体中に見られた振動現象と履歴現象2011

    • Author(s)
      渡邉俊一、新野宏(他3名)
    • Organizer
      日本気象学会春季大会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2011-05-21
  • [Presentation] 台風の水平スケールに影響する要因に関する数値的研究2011

    • Author(s)
      武田一孝、新野宏、柳瀬亘、沢田雅洋
    • Organizer
      日本気象学会春季大会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2011-05-21
  • [Presentation] ITCZ Breakdownによって発生した台風の再現実験2011

    • Author(s)
      横田祥、新野宏、柳瀬亘
    • Organizer
      日本気象学会春季大会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2011-05-20
  • [Presentation] 2009年8月9日に中国山地東部の豪雨をもたらした降水系について2011

    • Author(s)
      宮城和明、新野宏
    • Organizer
      日本気象学会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
    • Year and Date
      2011-05-18
  • [Presentation] 環境場の回転のDust Devilへの影響2010

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都)
    • Year and Date
      20101027-29
  • [Presentation] Dust Devilの鉛直渦度と対流混合層の循環2010

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      日本流体力学会年会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス(北海道)
    • Year and Date
      20100911-11
  • [Presentation] Dust Devilの鉛直渦度の生成機構2010

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉)
    • Year and Date
      20100523-28
  • [Presentation] 対流混合層で生成される鉛直渦度のスケーリング22010

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      日本気象学会春季大会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京)
    • Year and Date
      20100523-26
  • [Presentation] Dust Devilの形成プロセス2010

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会
    • Place of Presentation
      東京大学大気海洋研究所講堂(千葉)
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] A numerical study on steam devils in a moist convective mixed layer2010

    • Author(s)
      Yamaguchi, H., H. Niino, and M. Nakanishi
    • Organizer
      1st International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Model, Japan Meteorological Society
    • Place of Presentation
      京都大学理学部セミナーハウス
    • Year and Date
      2010-10-29
  • [Presentation] Large Eddy Simulation on Dust Devils2010

    • Author(s)
      J. Ito, H. Niino, and M. Nakanishi
    • Organizer
      1st International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Model, Japan Meteorological Society
    • Place of Presentation
      京都大学理学部セミナーハウス
    • Year and Date
      2010-10-29
  • [Presentation] 境界層と自由大気の相互作用2010

    • Author(s)
      新野宏
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都)
    • Year and Date
      2010-10-28
  • [Presentation] Large Eddy Simulation of Dust Devils in a Convective Mixed Layer2010

    • Author(s)
      J. Ito, H. Niino, and M. Nakanishi
    • Organizer
      3rd International Workshop on Next-Generation NWP Models
    • Place of Presentation
      The Seogwipo KAL Hotel(韓国、チェジュ島)
    • Year and Date
      2010-08-30
  • [Presentation] ダストデビルの鉛直渦度の生成機構とその性質2010

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      第59回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      日本学術会議(東京)
    • Year and Date
      2010-06-10
  • [Presentation] シビア現象の理解・予測にむけた課題と期待2010

    • Author(s)
      新野宏
    • Organizer
      日本気象学会春季大会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京)
    • Year and Date
      2010-05-25
  • [Presentation] 湿潤対流混合層内に発生する鉛直渦2009

    • Author(s)
      山口春季、新野宏
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-11-27
  • [Presentation] Dust Devilの鉛直渦度の成因2009

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      日本気象学会秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2009-11-25
  • [Presentation] A numerical experiment on dust devils in a diurnally-evolving convective mixed layer2009

    • Author(s)
      J., Ito, H. Niino, and M. Nakanishi and R. Tanaka
    • Organizer
      Fourth Korea-China Japan Joint Conference on Meteorology
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      2009-11-19
  • [Presentation] 強いDust Devilを再現するためのLESモデル2009

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎、小林宏充
    • Organizer
      第11回非静力学モデルに関するワークショップ
    • Place of Presentation
      弘前
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] Dust Devilの鉛直渦度の起源2009

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏、中西幹郎
    • Organizer
      日本流体力学年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-09-02
  • [Presentation] 竜巻と塵旋風-大気の激しい渦の理解の現状と課題-2009

    • Author(s)
      新野宏
    • Organizer
      第58回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      日本学術会議(東京)
    • Year and Date
      2009-06-10
  • [Presentation] ラージ・エディ・シミュレーションで再現された対流混合層のLES2009

    • Author(s)
      伊藤純至、新野宏
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉)
    • Year and Date
      2009-05-17
  • [Book] 風の事典2011

    • Author(s)
      真木太一、新宏、野村卓史、林陽生、山川修治
    • Total Pages
      276
    • Publisher
      丸善
  • [Book] 自己組織化ハンドブック、第1章、カラム2009

    • Author(s)
      新野宏
    • Total Pages
      229-230, 937
    • Publisher
      株式会社エヌ・ティー・エフ

URL: 

Published: 2013-07-31  

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