Development of typhoon ensemble forecasting system based on the source inverse problem of potential vorticity

基于位涡源反问题的台风集合预报系统研制

基本信息

批准号：
21H01431
负责人：
吉野純
金额：
$ 10.73万
依托单位：
Gifu 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 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01431/
关键词：
自然災害気象学水工水理学防災高潮

项目摘要

本研究課題では，台風初期値化手法として渦位逆変換とデータ同化を組み合わせた「台風渦位ソース同定」を開発して，独自の高解像度台風モデルをベースとする「高解像度台風アンサンブル予報モデル」を構築し，台風に伴う高潮や大雨の予報のばらつきを考慮できる「高解像度台風外力アンサンブル予報システム」を完成させることを目的としている．2次元渦度輸送方程式をベースとする台風渦度ソース同定法と特異ベクトル法によるアンサンブル予報の技術をベースとして，3次元渦位の輸送方程式に関する特異ベクトル法の定式化を検討した．具体的には，渦位輸送方程式，熱力学方程式，連続の式，Ertel渦位式，バランス風近似式，静力学平衡式の連立方程式系を線形化することで3次元の渦位の摂動を評価できることを明らかにした．また，2次元渦度輸送方程式をベースとする特異ベクトル法を用いることで台風アンサンブル予報に最適な摂動の加え方を検討した．「台風を取り除かない場」と「台風を取り除いた場」のそれぞれに特異ベクトル法を適用することにより，前者は短時間予報のばらつきが，後者は短期予報のばらつきが効果的に増幅する結果となり，台風進路予報のリードタイムに応じた最適なアンサンブルメンバーを構築できる可能性を明らかにした．また，変分法に基づくデータ同化法を，2022年台風14号を対象として適用し，台風中心遠方の気圧観測データを同化することにより，台風の初期値化に不可欠となる台風内部の最大風速半径Rmと構造パラメータBを精度良く推定できることを明らかにした．数少ない既存の観測データから台風の構造推定に必要な情報を抽出し，高精度な3次元の台風渦位の初期値化が実現できる可能性を明らかにした．

在本研究项目中，我们将开发一种将涡位反演和数据同化相结合的台风涡位势源识别方法作为台风初始化方法，并在我们自己的高分辨率台风模型的基础上开发高分辨率台风集合预报模型。目标是完成一个“高分辨率台风外力集合预报系统”，该系统可以考虑与台风相关的风暴潮和暴雨预报的变化。基于二维涡量传递方程的台风涡源识别方法和奇异向量法集合预报技术，研究了三维涡量势传递方程奇异向量法的表述。具体来说，通过将涡旋势输运方程、热力学方程、连续性方程、Ertel涡旋势方程、平衡风近似方程、静力平衡方程的联立方程组线性化，我们就可以计算出三维涡旋势扰动了。明确可以评价。我们还研究了如何使用基于二维涡度传递方程的奇异向量方法，以最佳方式将扰动添加到台风集合预报中。通过将奇异向量方法应用于“无台风场”和“无台风场”，前者的短期预报变化被有效放大，而后者的变化则被有效放大。后者的短期预报得到了有效放大，揭示了根据台风路径预报提前时间构建最优集合成员的可能性。另外，将基于变分法的资料同化方法应用于2022年第14号台风，同化远离台风中心的气压观测资料，就可以计算出台风内部的最大风速，这对于计算台风内部的最大风速至关重要。结果表明，可以高精度地估计半径 Rm 和结构参数 B。我们从有限的现有观测数据中提取了估计台风结构所需的信息，并揭示了实现台风涡旋位置高精度三维初始化的可能性。

项目成果

期刊论文数量（29）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

中部地域の気候変動と気象災害への適応

中部地区气候变化和天气灾害的适应

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Inoue Ryo;Shiode Shino;Shiode Narushige;市橋太志，古谷昌大，片岡智哉;吉野純
通讯作者：
吉野純

愛知県三河湾における台風進路が河口部での複合氾濫リスクへ与える影響評価

台风路径对爱知县三河湾河口多次洪水风险的影响评估

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Huda;M. Wiji Nur; Mawandha; Hanggar Ganara; Ni'mah; Khafidzotun ; Setyawan;Chandra; Ngadisih; Ngadisih; Oishi; Satoru; Teegavarapu;Ramesh S.V.;;春山和輝，豊田将也，加藤茂，森信人，金洙列，吉野純
通讯作者：
春山和輝，豊田将也，加藤茂，森信人，金洙列，吉野純

地域活性化のための気象データ活用と実践

区域振兴气象资料利用与实践

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
新保貴広;宗広一徳;吉野純
通讯作者：
吉野純

釣り情報提供装置，釣り情報表示装置及びプログラム

钓鱼信息提供装置、钓鱼信息显示装置及程序

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

2022年台風14号の高潮に関する擬似温暖化進路アンサンブル実験

2022年第14号台风风暴潮模拟全球变暖轨迹集合实验

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
土木学会論文集B2（海岸工学）
影响因子：
0
作者：
Al-Mamari Mahmood M.;Kantoush Sameh A.;Al-Harrasi Tahani M.;Al-Maktoumi Ali;Abdrabo Karim I.;Saber Mohamed;Sumi Tetsuya;吉野純，栗野優真，小林智尚
通讯作者：
吉野純，栗野優真，小林智尚

DOI：
{{ item.doi }}
发表时间：
{{ item.publish_year }}
期刊：
{{ item.journal_name }}
影响因子：
{{ item.factor }}
作者：
{{ item.authors }}
通讯作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

吉野純其他文献

気象モデルによるLSSPSレーザー大気透過率に関する研究

利用气象模型研究LSSPS激光大气透过率

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
嶋田進;吉野純;小林智尚;吉田裕之;木皿且人
通讯作者：
木皿且人

Maximum potential storm surge under the present and future climates estimated by a coupled TC-ocean model

通过TC-海洋耦合模型估计当前和未来气候下的最大潜在风暴潮

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
村上智一;深尾宏矩;吉野純;安田孝志;Jun Yoshino;安達浩次朗・吉野純・小林智尚;吉野純・荒川悟・小林智尚;村上智一・鵜飼亮行・河野裕美・水谷晃・下川信也・中瀬浩太・吉野純;中瀬浩太・河野裕美・村上智一・下川信也・吉野純・鵜飼亮行・水谷晃;吉野純・鵜飼亮行・村上智一・下川信也・中瀬浩太・河野裕美・水谷晃;吉野純・荒川悟・小林智尚・嶋田進;吉野純・荒川悟・嶋田進・小林智尚;吉野純・村上智一・深尾宏矩・安田孝志;田中智也・吉野純・嶋田進・小林智尚;村上智一・吉野純・深尾宏矩・安田孝志;小川直也，嶋田進，小林智尚，吉野純，吉田裕之，木皿且人;嶋田進，小川直也，吉野純，小林智尚，吉田裕之，木皿且人;下川信也・村上智一・飯塚聡・吉野純・安田孝志;村上智一・鵜飼亮行・野口幸太・河野裕美・水谷晃・下川信也・中瀬浩太・吉野純;小川直也・嶋田進・吉野純・小林智尚・吉田裕之・木皿且人;Jun Yoshino
通讯作者：
Jun Yoshino

エクマン輸送に起因する新たな外洋型の高潮発生機構

艾克曼输运引起的新型海洋型风暴潮生成机制

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
海岸工学論文集 54
影响因子：
0
作者：
Magome;S;T.Yamashita;T.Kohama;A.Kaneda;Y.Hayami;S.Takahashiand H.Takeoka;Jun Yoshino;村上智一;吉野純;橋本孝治
通讯作者：
橋本孝治

台風強風下における波浪の影響

强台风下波浪的影响

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
村上智一;久保田踊二;吉野純;大澤輝夫;安田孝志;荒川大介;吉野純;吉野純;橋本孝治;村上智一;橋本孝治;吉野純;吉野純;村上智一;村上智一;吉野純;宮本佳明
通讯作者：
宮本佳明

高潮計算精度に及ぼす入力台風気象場の再現性の影響

输入台风气象场再现性对风暴潮计算精度的影响

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
海岸工学論文集 53
影响因子：
0
作者：
Magome;S;T.Yamashita;T.Kohama;A.Kaneda;Y.Hayami;S.Takahashiand H.Takeoka;Jun Yoshino;村上智一;吉野純;橋本孝治;村上智一;吉野純;吉野純;橋本孝治;Jun Yoshino;吉野純
通讯作者：
吉野純