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。

为了利用新一代静止气象卫星物理、客观地估算台风强度，我们开发了（1）台风最大风速半径估算方法和（2）台风Ta专用云跟踪方法。 (1) 利用合成孔径雷达观测反演的海风测量了台风最大风速半径，同时研究了与静止气象卫星红外图像测量的台风风眼半径的关系。证实两者之间存在非常高的相关性（相关系数= 0.97）。通过使用这种关系从眼睛半径回归最大风速半径，我们已经证明可以高精度地估计它，与之前提出的方法相比，误差不到一半。《每月天气评论》发表了一篇总结这项研究的论文。（2）利用静止气象卫星高频观测，开发了专门针对台风的云跟踪方法。使用预先设置的多个角速度，我们创建一组反向旋转的图像序列以抵消台风的旋转，并使用互相关方法在狭窄的搜索范围内进行云跟踪。使用通过质量控制的云跟踪风作为候选方案，通过迭代过程获得最终的解决方案，仅留下相互保证时空连续性的候选方案。结果，我们成功地获得了台风内核区域的详细风力分布，这在以前是很困难的。通过将其应用于多个台风案例，可以清楚地看出内核区域风速分布的一般特征和特殊情况。我们计划进一步调查这项研究并在提交的论文中进行总结。