次世代の天気予報での雷予報を見据えた先駆的雷気象モデルの開発

开发用于下一代天气预报的开创性闪电天气模型

基本信息

批准号：
20H04196
负责人：
佐藤陽祐
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和4年度は令和３年度までに実施してきた気象雷モデルの検証をさらに精緻に進めた。具体的には、令和３年度に数値実験と検証を実施した夏季の2事例に加えて、冬季の4事例を対象とした数値実験を実施し、雷放電観測（LIDEN）の観測結果との比較を実施し、気象雷モデルの妥当性を検証した。観測と数値実験の結果の比較から、気象雷モデルの計算結果は観測をよく再現していることを確認できた。また、上記の6事例（令和3年度に実施した2事例＋令和４年度に実施した4事例）を対象として、既存の手法（雷を直接計算しない数値実験の結果を用いて経験的に雷頻度を見積もる手法）によっても雷頻度を計算し、気象雷モデルによって計算された雷頻度との比較を実施した。この比較から気象雷モデルは、雷頻度を既存の手法に比べて、観測をよく再現している一方、雷の空間的な分布と時間変化は既存の手法とほぼ同等の性能を示すことを確認した。これらから、気象雷モデルは雷頻度を予測するモデルとして強力な手法であることが明らかにできた。これらの結果は投稿論文としてまとめて投稿し、令和5年4月1日査読中である。加えて雷観測データのデータ同化に関する研究として、観測システムシミュレーション実験（OSSE）も令和３年度から引き続いて実施した。この結果についても投稿論文としてまとめて投稿し、令和5年4月1日現在、査読結果を受けて改訂中である。加えて気象雷モデルの応用例として、雷起源の窒素酸化物に関する数値実験を実施し、富士山山頂での観測と比較した。この結果についても投稿論文としてまとめて投稿し、令和5年4月1日現在、査読結果を受けて改訂中である。

2020财年，我们进一步完善了截至2023财年进行的气象闪电模型的验证。具体来说，除了2021财年进行了数值实验和验证的两个夏季情况外，我们还对四个冬季情况进行了数值实验，并将其与闪电放电观测（LIDEN）的观测结果进行了比较以进行验证。气象闪电模型的有效性。通过对比观测结果和数值实验结果，证实气象闪电模型的计算结果很好地再现了观测结果。此外，针对上述6个案例（2021财年进行的2个案例+2020财年进行的4个案例），我们利用现有方法进行了实证研究（不直接计算闪电频率的数值实验的结果也使用了计算）。一种估计雷电频率的方法（method for estimating LightningFrequency），并与利用气象闪电模型计算出的雷电频率进行比较。这一比较证实，气象闪电模型比现有方法更好地再现了闪电频率的观测结果，而闪电的空间分布和时间变化表现出与现有方法几乎相同的性能。这些结果表明，气象闪电模型是预测闪电频率的有力方法。这些结果已作为手稿一起提交，目前正在接受同行评审，截至 2020 年 4 月 1 日。此外，作为闪电观测数据同化研究的一部分，我们自2021财年以来持续进行观测系统模拟实验（OSSE）。这些结果也已作为手稿提交，截至2020年4月1日，正在根据同行评审结果进行修订。此外，作为气象闪电模型的应用实例，对闪电产生的氮氧化物进行了数值实验，并与富士山顶的观测结果进行了比较。这些结果也已作为手稿提交，截至2020年4月1日，正在根据同行评审结果进行修订。