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。

本研究利用最新卫星观测、客观分析数据和数值模型，定量阐明平流层动力场变化对热带气旋产生和发展过程的影响。特别是，我们定量评估了热带气旋上部动力过程所起的作用，这是迄今为止尚未考虑到的。去年，我们收集并分析了卫星观测数据和客观分析数据。数值实验的案例选择已基本完成。具体来说，我们决定对2019年9月发生的平流层突然变暖（SSW）期间频繁发生的热带气旋进行数值实验。我们计划使用多个数值模型（非静水力模型NICAM和日本气象研究所大气环流模型）进行相互比较。下半年发现非静水模型存在严重缺陷，并进行了修正并与之前进行的初步计算进行了比较。此外，为了使平流层机械场的再现性更加真实，我们将模型顶部的阻尼层上下移动并评估了其效果，但证实没有显着差异。我们还总结了使用同一模型进行的大规模集合实验的结果，总结了热带气旋发生的环境场及其发展的结果，并在国际学术会议上进行了介绍。我们还开始了气象研究所大气环流模型的实验。基于此前提，我们利用现有的大规模集合实验对南半球平流层突发增温事件（SSW）期间的统计分析，以及南半球SSW期间极涡减弱事件的统计特征与热带环流的关系我们对领域进行了分析。另一方面，我们利用飞机观测数据和简单模型对高层大气热带气旋的发生和发展进行了理论研究。特别是，根据热带气旋暖核心的定义方式，热带气旋上层位温分布存在差异，从而导致对作为热带气旋指标的中心气压的估计存在差异。我们考虑了热带气旋的强度。