新世代気象衛星を用いた台風内部コア領域の風速推定手法開発と台風の変動過程の解明

新一代气象卫星台风核心区风速估算方法开发及台风变化过程解析

基本信息

批准号：
21J12026
负责人：
塚田大河
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12026/
关键词：
台風気象衛星

项目摘要

新世代静止気象衛星を用いた物理的で客観的な台風強度推定に向けて、(1) 台風の最大風速半径の推定手法開発と、(2) 台風に特化した雲追跡手法の開発を行った。(1) 合成開口レーダー観測からリトリーブされた海上風を用いて台風の最大風速半径を測定し、同時刻の静止気象衛星の赤外画像から測定された台風の眼の半径との関係を調査した。両者には非常に高い相関関係（相関係数=0.97）が確認された。この関係を利用して眼の半径から最大風速半径を回帰することで、従来提案されていた手法に比べて半分以下の誤差で高精度に推定できることを示した。本研究についてまとめた論文はMonthly Weather Review誌から出版された。(2) 静止気象衛星の高頻度観測を用いた台風に特化した雲追跡手法を開発した。事前に設定した複数の角速度を用いて、台風の回転を相殺するように逆回転させた画像シーケンス群を作成し、それらに対して狭い探索範囲で相互相関法を用いたテンプレートマッチングによる雲追跡を行った。品質管理を通過した雲追跡風を解候補とし、時空間的な連続性を互いに担保し合う候補のみを残すような反復処理により最終解を得た。これにより、従来は困難であった台風内部コア領域の詳細な風分布を得ることに成功した。これを複数の台風事例に適用することで、内部コア領域の風速分布の一般的な特徴や特殊なケースがあることが明らかになりつつある。本研究については更なる調査の上、投稿論文にまとめる予定である。

（1）使用新一代地理卫星卫星来估计物理和客观的台风强度估算，开发了一种估计台风最大风速半径的方法，（2）开发了一种专门用于typhoins的云跟踪方法。（1）使用从合成孔径雷达观测中检索的海上风，测量台风的最大风速半径，并研究了同一时间从地理静态天气卫星的红外图像测得的台风眼径之间的关系。两者之间证实了非常高的相关性（相关系数= 0.97）。通过使用这种关系来回归眼睛半径的最大风速半径，可以证明它可以以较高的精度估算，而误差少于先前提出的方法的一半。汇编本研究的论文由《每月天气评论》杂志发表。（2）我们开发了一种专门针对台风的云跟踪方法，该方法是使用地静止天气卫星的高频观测来进行的。使用先前设置的一组角速度，将图像序列组旋转反射以抵消台风的旋转，并使用模板匹配使用狭窄的搜索范围进行互相关方法，使用模板匹配进行云跟踪。最终的解决方案是通过迭代处理获得的，使用云跟踪风通过质量控制作为解决方案候选者，仅留下可以保证彼此时空连续性的候选者。这已经成功地在台风的内部核心区域获得了详细的风分布，以前很难。通过将其应用于多个台风案件中，很明显，内部核心区域中存在一般特征和特殊情况。这项研究将进一步研究，并将其汇编成提交的论文中。