Assimilation of new-generation satellite observations and understanding of interaction between tropical cyclone and upper atmosphere

新一代卫星观测同化及热带气旋与高层大气相互作用的认识

基本信息

批准号：
19H01973
负责人：
岡本幸三
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Japan, Meteorological Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、２つの課題「１. 衛星データ同化の高度化による、高精度な大気上層解析場の構築」「2. この解析場を用いた、台風と大気上層場の相互作用メカニズムを解明」からなる。課題１では、3つのサブ課題（①ひまわり全天候同化、②マイクロ波陸域利用、③衛星風ライダー（DWL）利用）を進めている。サブ課題①では、雲を考慮した観測誤差モデルの高度化（相関を考慮）やバイアス補正、最新版の放射伝達モデルを導入した。同化実験から特にバイアス補正の影響が大きいことが分かった。サブ課題②は、動的にマイクロ波陸上射出率を推定する手法を開発し、降水判定処理が予測改善に大きな影響を与えることが分かった。サブ課題③は、DWLを搭載したAeolus衛星同化処理を改良し、上層風場の更なる改善や台風の進路予測を改善した。課題２では、④寒冷渦等の影響評価、⑤台風外出流の影響調査、⑥トラフや偏西風との相互作用評価、という３つのサブ課題を実行している。サブ課題④は、2018年台風第12号について、非静力学大気波浪海洋結合モデルを用いて数値計算を実施し、台風予測不確実性への影響は海洋結合よりも大気初期値の方が大きいことが分かった。さらに海洋結合の効果は、台風域の潜熱や降水量の減少、強化抑制だけでなく、寒冷渦域での潜熱や降水量減少、高渦位分布にも影響し、台風進路予測にも影響を与えることが分かった。サブ課題⑤では、2019年台風第15号が過去最強の強度で上陸した理由を明らかにするため数値計算を行った。日本沿岸の水温・大気の条件が台風にとって好ましかった一方で、台風の構造は理論が示すような外出流の構造では決められず、理論に課題があることが示唆された。サブ課題⑥では、2021年の台風について総観場を調査し、台風第8号の不規則な進路や台風第19号の大きな進路予報誤差に上層擾乱が影響していた可能性を示した。

这项研究由两个问题组成：1。通过卫星数据同化和2。使用该分析领域建立一个高度准确的上空分析字段，从而阐明了台风和上空气分析领域之间相互作用的机制。在任务1中，我们正在研究三个子挑战：1）向日葵全天候同化，2）微波地使用，3）卫星式骑手（DWL）使用。子项目1介绍了考虑云（考虑相关性），偏置校正和最新版本的辐射传输模型的复杂观察误差模型。同化实验表明，偏倚校正的作用特别大。亚受试者2是一种动态估计微波土地排放率的方法，并且发现降水测定处理对预测改进有重大影响。改进了亚挑战者3，以改善配备DWL的Aeolus卫星同化过程，进一步改善上风场和台风路径预测。在任务2中，进行了三个子任务：④评估冷涡流等的影响，⑤评估台风郊游的影响，以及评估与低谷和西风的相互作用。使用非静态大气波海耦合模型对2018年台风进行了亚项目4，发现初始空气值大于海洋耦合。此外，发现海洋耦合的影响不仅降低了台风区域的潜热和降水，并抑制了加强，而且还会影响寒冷涡流的潜热和降水，也影响高涡流分布，这也影响了typhoon路径预测。在子任务5中，进行了数值计算，以阐明2019年台风15号降落到有史以来最强的原因。虽然日本海岸沿线的水温和空气条件有利于台风，但台风的结构不能由该理论所表明的流出结构确定，这表明该理论存在问题。在Sub-Sub-Sub-Sub-Subsubstitute 6中，我们调查了2021台风的通用公共场地，表明高层干扰可能对8号台风的不规则过程和第19号台风的大型课程预测误差产生了影响。