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2012 Fiscal Year Annual Research Report

竜巻等突風現象を生ずる低気圧の内部構造と力学

Research Project

Project/Area Number 24244074
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

新野 宏  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (90272525)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柳瀬 亘  東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (80376540)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2017-03-31
Keywords気象学 / 温帯低気圧 / 熱帯低気圧 / 台風 / 積乱雲 / 竜巻 / メソスケール現象 / 総観規模現象
Research Abstract

本課題では、低気圧の環境場が、低気圧内の階層構造を通して竜巻の発生に与える影響を明らかにすることを目的として、1)環境場が低気圧の内部構造に与える影響とそのメカニズム及び2)低気圧の内部構造が積乱雲の特性・竜巻の発生に与える影響とそのメカニズムに分けて研究を行っている。本年度の実績は以下の通りである。
1)については、統計的研究、理論的研究、数値的研究に分けて実施している。統計的研究では特殊な積乱雲(スーパーセル)の発生に寄与する環境場の指標として、積乱雲の回転をもたらす環境風の鉛直シアに基づくStorm-relative Environmental Helicity (Davies-Jones and Burgess, 1990) と大気の不安定性の指標の1つであるK-index (George, 1960)について、我が国で竜巻を生じた台風とアメリカで竜巻大発生を生じた温帯低気圧の事例に対して、客観解析データに基づいてその空間分布と竜巻発生分布との関係を調べた。
理論的研究では、環境風の鉛直シアが熱帯低気圧の内部構造の非対称性に与える影響についての理論的定式化の検討を行った。また、温帯低気圧の構造の環境場に対する依存性を調べるために、3 次元的な環境風の場における傾圧不安定の線形安定性解析の定式化の検討も行った。
数値的研究では積雲群を解像する2-5km 程度の格子の非静力学数値モデルを用いて、環境風や基準温度、水蒸気の混合比などが異なる様々な環境場における熱帯低気圧の特性を調べる予備的な理想化数値実験を開始した。また、1990年12月11日に千葉県茂原市で藤田スケール3の竜巻を発生させた温帯低気圧の予備的な再現実験を行った。
2)に関しては、過去に竜巻を発生させた高層観測データを水平一様に与えた数値実験により、スーパーセルとこれに伴う竜巻が再現されることを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本課題は、1)環境場が低気圧の内部構造に与える影響とそのメカニズムおよび2)低気圧の内部構造が積乱雲の特性・竜巻の発生に与える影響とそのメカニズム、に分けて研究を進めているが、いずれの課題も年度当初の計画通りにほぼ順調に研究が進んでいる。
1)については、台風や温帯低気圧の事例に対して、客観解析データや数値モデルを用いた低気圧の再現実験に基づいて、低気圧内における竜巻をもたらすスーパーセルの環境場の指標の空間分布と竜巻発生分布との関係を調べたほか、理論的検討も行い、2)については、過去に竜巻を発生させた高層観測データを水平一様に与えた数値実験により、スーパーセルとこれに伴う竜巻の再現を確認することができた。

Strategy for Future Research Activity

平成24年度の成果を踏まえて、当初の計画に従い、1)環境場が低気圧の内部構造に与える影響とそのメカニズムおよび2)低気圧の内部構造が積乱雲の特性・竜巻の発生に与える影響とそのメカニズムに分けて研究を継続するが、平成25年度からは、連携研究者として特任研究員の栃本英伍氏を迎えて、1)における統計的研究と数値的研究の実施に協力いただき、研究の一層の推進を図る。

  • Research Products

    (29 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (22 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 竜巻研究の課題と今回の竜巻の特徴2012年5月6日茨城・栃木の竜巻に関する調査研究報告2013

    • Author(s)
      新野 宏
    • Journal Title

      天気

      Volume: 60 Pages: 47-48

  • [Journal Article] Tropical cyclogenesis due to breakdown of Intertropical Convergence Zone: An idealized numerical experiment2012

    • Author(s)
      Yokota, S., H. Niino and W. Yanase
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 8 Pages: 103-106

    • DOI

      10.2151/sola.2012-026

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large-eddy simulation of roll vortices in a hurricane boundary layer2012

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

      Journal of the Atmospheric Science

      Volume: 69 Pages: 3558-3575

    • DOI

      10.1175/JAS-D-11-0237.1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Seasonal and intraseasonal modulation of tropical cyclogenesis environment over the Bay of Bengal during the extended summer monsoon2012

    • Author(s)
      Yanase, W.M. Satoh, H. Taniguchi, H. Fujinami
    • Journal Title

      Journal of Climate

      Volume: 25 Pages: 2914-2930

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-11-00208.1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 「シビア現象」の理解・予測への課題と期待2012

    • Author(s)
      新野 宏
    • Journal Title

      天気

      Volume: 59 Pages: 533-539

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 境界層と自由大気の相互作用2012

    • Author(s)
      新野 宏
    • Journal Title

      天気

      Volume: 59 Pages: 769-778

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] An idealized numerical experiment on tropical cyclogenesis due to breakdown of Intertropical Convergence Zone2013

    • Author(s)
      Yokota, S., H. Niino, and W. Yanase
    • Organizer
      IUTAM Symposium on Vortex Dynamics: Formation, Structure and Function
    • Place of Presentation
      Fukuoka
    • Year and Date
      20130311-20130315
  • [Presentation] 積雲対流群から発生する台風に関する数値的研究2012

    • Author(s)
      武田一孝、新野宏
    • Organizer
      第14回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      東京大学大気海洋研究所, 柏
    • Year and Date
      20121220-20121221
  • [Presentation] 冬季日本海上に発生する渦状擾乱の数値シミュレーション2012

    • Author(s)
      渡邉俊一, 新野宏
    • Organizer
      第14回地球流体力学研究集会
    • Place of Presentation
      東京大学大気海洋研究所, 柏
    • Year and Date
      20121220-20121221
  • [Presentation] High-resolution numerical study on development of a meso-beta-scale vortical disturbance in a cold air outbreak over the Japan Sea2012

    • Author(s)
      S. Watanabe, H. Niino
    • Organizer
      Second International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Models
    • Place of Presentation
      Tohoku University, Sendai
    • Year and Date
      20121128-20121130
  • [Presentation] An idealized numerical experiment of tropical cyclogenesis during a breakdown of Intertropical Convergence Zone2012

    • Author(s)
      Yokota, S., H. Niino, and W. Yanase
    • Organizer
      Second International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Models
    • Place of Presentation
      Tohoku University, Sendai
    • Year and Date
      20121128-20121130
  • [Presentation] Numerical study on a tropical cyclogenesis from a cluster of cumulus clouds2012

    • Author(s)
      Kazutaka Takeda, and Hiroshi Niino
    • Organizer
      Second International Workshop on Nonhydrostatic Numerical Models
    • Place of Presentation
      Tohoku University, Sendai
    • Year and Date
      20121128-20121130
  • [Presentation] 2010年12月30日に日本海西部で発生した渦状擾乱の数値実験その2 -感度実験-2012

    • Author(s)
      渡邉俊一, 新野宏
    • Organizer
      日本気象学会2012年度秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学, 札幌
    • Year and Date
      20121003-20121005
  • [Presentation] 複数の環境場の影響下で発達する低気圧の統計解析2012

    • Author(s)
      柳瀬 亘, 新野 宏, K. Hodges, 北畠尚子
    • Organizer
      日本気象学会2012年度秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学, 札幌
    • Year and Date
      20121003-20121005
  • [Presentation] On the Dynamics, Structure and Genesis Mechanism of Tornadoes2012

    • Author(s)
      Niino, H.
    • Organizer
      台風セミナー
    • Place of Presentation
      休暇村気仙沼大島, 気仙沼
    • Year and Date
      20120827-20120829
    • Invited
  • [Presentation] 対流群から発生する台風の理想化数値実験2012

    • Author(s)
      武田一孝、新野宏
    • Organizer
      台風セミナー
    • Place of Presentation
      休暇村気仙沼大島, 気仙沼
    • Year and Date
      20120827-20120829
  • [Presentation] Statistical analysis of environments for cyclone development in the tropics, sub-tropics and extra-tropics2012

    • Author(s)
      Yanase, W., H. Niino, K. Hodges, P. Vidale and N. Kitabatake
    • Organizer
      AOGS-AGU(WPGM) Joint Assembly
    • Place of Presentation
      Singapore, Singapore
    • Year and Date
      20120813-20120817
  • [Presentation] 冬季日本海上で発生する渦状擾乱の発達過程2012

    • Author(s)
      渡邉俊一, 新野宏
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所国際沿岸海洋研究センター共同利用研究集会
    • Place of Presentation
      大槌町中央公民館, 岩手県大槌町
    • Year and Date
      20120807-20120809
  • [Presentation] 台風強度に達するまでの振動過程に関する数値的研究2012

    • Author(s)
      武田一孝、新野宏
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所国際沿岸海洋研究センター共同利用研究集会
    • Place of Presentation
      大槌町中央公民館, 岩手県大槌町
    • Year and Date
      20120807-20120809
  • [Presentation] Statistical analysis of environments for cyclone developments in the tropics, sub-tropics and extra-tropics2012

    • Author(s)
      Yanase, W. and H. Niino
    • Organizer
      Joint Symposium on Ocean, Coastal, and Atmospheric Sciences
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      20120613-20120615
  • [Presentation] On strong vertical vortices in the atmospheres and the oceans2012

    • Author(s)
      Niino, H. , A. T. Noda, J. Ito, T. Kitagawa, T. Nakagawa, R.Kimura, and S. Kimura
    • Organizer
      Joint Symposium on Ocean, Coastal, and Atmospheric Sciences
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      20120613-20120615
  • [Presentation] ITCZ Breakdownに伴う台風の発生・発達メカニズム2012

    • Author(s)
      横田祥, 新野宏, 柳瀬亘
    • Organizer
      日本気象学会2012年度春季大会
    • Place of Presentation
      エポカルつくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      20120526-20120529
  • [Presentation] 2010年12月30日に日本海西部で発生した渦状擾乱の数値実験2012

    • Author(s)
      渡邉俊一, 新野宏, 柳瀬亘
    • Organizer
      日本気象学会2012年度春季大会
    • Place of Presentation
      エポカルつくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      20120526-20120529
  • [Presentation] 熱帯・亜熱帯・温帯の環境場における低気圧の統計解析2012

    • Author(s)
      柳瀬 亘, 新野 宏, K. Hodges, P. Vidale
    • Organizer
      日本気象学会2012年度春季大会
    • Place of Presentation
      エポカルつくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      20120526-20120529
  • [Presentation] 熱帯・亜熱帯・温帯の環境場における低気圧の理想化実験2012

    • Author(s)
      柳瀬 亘, 新野 宏
    • Organizer
      日本気象学会2012年度春季大会
    • Place of Presentation
      エポカルつくば国際会議場, つくば
    • Year and Date
      20120526-20120529
  • [Presentation] Numerical study on a polar mesocyclone development in a shear zone over the Japan Sea.2012

    • Author(s)
      S. Watanabe, H. Niino, W. Yanase,
    • Organizer
      European Polar Low Working Group Oslo Polar Low Workshop
    • Place of Presentation
      Oslo, Norway
    • Year and Date
      20120521-20120522
  • [Presentation] 竜巻研究の課題と今回の竜巻の特徴について

    • Author(s)
      新野 宏
    • Organizer
      「5月6日の茨城・栃木の竜巻に関する調査研究報告会」, 気象学会気象災害委員会主催
    • Place of Presentation
      エポカルつくば国際会議場, つくば
  • [Presentation] 竜巻の謎に迫る

    • Author(s)
      新野 宏
    • Organizer
      九州大学数理学研究院 市民講演会
    • Place of Presentation
      九州大学, 福岡
    • Invited
  • [Book] Multi-scale dynamics of tropical cyclone formations in an equilibrium simulation using a global cloud-system resolving model. K. Oouchi and H. Fudeyasu, ed.: Cyclones: formation, triggers and control2012

    • Author(s)
      Yanase, W.M. Satoh, S. Iga, J. C. L. Chan, H. Fudeyasu, Y. Wang and K. Oouchi
    • Total Pages
      221-232
    • Publisher
      Nova Science Publishers Inc.

URL: 

Published: 2014-07-24  

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