Impact of stratospheric dynamics on the genesis and development of tropical cyclones

平流层动力学对热带气旋发生和发展的影响

基本信息

批准号：
21H01156
负责人：
江口菜穂
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、最新の衛星観測、客観解析データと数値モデルを用いて、成層圏力学場の変化が熱帯低気圧の発生・発達過程に与える影響を定量的に明らかにする。特にこれまで考慮されてこなかった熱帯低気圧の上部の力学過程の果たす役割を定量的に評価する。前年度、衛星観測データおよび客観解析データの収集及び解析を実施した。数値実験で対象とする事例の選定がほぼ完了した。具体的には、2019年9月に発生した南半球成層圏突然昇温現象(Sudden Stratospheric Warming; SSW)が発生した期間に多発した熱帯低気圧に関する数値実験を実施することになった。複数の数値モデル(非静力学モデルNICAMと気象研大循環モデル)を用いて、相互比較する計画である。非静力学モデルにおいて年度後半で重大なバグが見つかり、その修正を行い、以前実施した初期計算との比較を行った。また成層圏の力学場の再現性をより現実的なものとするため、モデル上端のダンピング層を上下させ、それによる影響評価を行ったが、大きな差がないことが確認された。また同モデルによる大量アンサンブル実験による結果をまとめ、熱帯低気圧の発生環境場やその発達に関する結果を論文等にまとめたり、国際学会等で発表を行った。気象研大循環モデルに関しても実験設定を開始した。その前提で、既存の大量アンサンブル実験による南半球成層圏突然昇温現象(SSW)時の統計解析を実施したのと、南半球のSSW時の極渦弱化イベントの統計的特徴と熱帯域循環場との関係について解析を実施した。他方、航空機観測データと簡易モデルによる上層大気の熱帯低気圧の発生・発達に関する理論的な考察を行った。特に熱帯低気圧の暖気核の定義を何に対して行うかによって、熱帯低気圧の上層の温位の分布に差が生じ、結果的に熱帯低気圧の強度の指標である中心気圧の推定に影響がでることを考察した。

这项研究定量阐明了使用最新的卫星观测，客观分析数据和数值模型，平流层动力学领域变化对热带气旋的发展和发展过程的影响。特别是，我们定量评估了先前尚未考虑的上部热带气旋的动力学过程的作用。上一年，进行了卫星观察数据和客观分析数据的收集和分析。通过数值实验选择目标案例几乎已经完成。具体而言，我们决定对热带气旋进行数值实验，这些旋风发生在2019年9月在南半球平流层变暖（SSW）的突然温度升高的时期经常发生。该计划是比较两个数值模型（NICAM，一个非静态模型，一个非静态模型和一个气象学研究所的一般循环模型）。在下半年的非静态模型中发现了一个重要的错误，并进行了校正，并与先前的初始计算进行了比较。此外，为了使平流层动态场的可重复性更加逼真，升高了模型顶部边缘的阻尼层并降低了效果，并进行了相应的评估，但是可以证实没有显着差异。汇编了使用相同模型的质量集成实验的结果，在国际会议和其他会议上介绍了热带气旋的发展及其在论文和其他出版物中的结果。我们还开始在气象研究所的一般循环模型上设定实验。基于此前提，我们使用现有的质量集合实验在南半球的突然温度升高（SSW）进行了统计分析，并分析了南半球在SSW期间极性涡流弱化事件的统计特征与热带循环场之间的关系。另一方面，我们使用飞机观察数据和简单模型对高层大气中热带气旋的发生和发展进行了理论考虑。我们已经检查了热带气旋的温暖核的定义将导致热带气旋上层温度位置的分布差异，从而影响了中心压力的估计，这是热带气旋强度的指标。