Investigating the mechanisms using water isotopes ratio and improving the predictability through satellite data assimilation of heavy rainfall associated with atmospheric rivers

利用水同位素比研究机制并通过卫星数据同化与大气河流相关的强降雨提高可预测性

• 批准号: 19J01337
• 负责人: 取出 欣也
• 金额: $ 7.49万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01337/
• 关键词: 水同位体; データ同化; Atmospheric River; Data assimilation; Water isotope

本研究課題では、大気における大規模水蒸気輸送に着目し、豪雨の予測改善に向けた研究を行った。水蒸気の中に含まれる重い水同位体に着目し、最新の衛星観測を用いて気象予測の改善を目指した。まず、理想実験において水同位体比を同化することで対流圏中層において風速、比湿、温度場が10％以上改善することを示した。次に、実際の観測データを同化するため、気象モデルとの間に存在する気候/短期予測バイアスの季節性や地域性について、現地観測も用いて詳しく明らかにした。次に、衛星観測からバイアスを取り除き、衛星の観測演算子をデータ同化システムに組み込むことで実際の観測を用いた同化実験を行い、水蒸気同位体比が大気場や降水量の予測改善に繋がることを示した。また、大気において帯状に水蒸気を大量輸送する大気の川に関しても、熱帯と中緯度のそれぞれの運動による影響を明らかにし、予測精度の改善の可能性を示した。

在这个研究项目中，我们重点关注大气中的大规模水汽输送，并开展研究以改进对大雨的预测。我们专注于水蒸气中含有的重水同位素，旨在利用最新的卫星观测来改进天气预报。首先，在理想实验中，我们证明通过同化水同位素比，对流层中层的风速、比湿度和温度场可以改善10%以上。接下来，为了吸纳实际观测数据，我们利用现场观测详细阐明了气象模型之间存在的气候/短期预报偏差的季节和区域特征。接下来，通过消除卫星观测的偏差，并将卫星观测操作员纳入数据同化系统，我们将利用实际观测进行同化实验，并证明水蒸气同位素比率将改善对大气场和降水的预测。此外，对于在大气中输送大量水蒸气的大气河流，我们澄清了热带和中纬度地区运动的影响，并论证了提高预测精度的可能性。

项目成果

University of Washington(米国)

华盛顿大学（美国）

HISTORICAL ATMOSPHERIC ANALYSIS BY WEATHER CATEGORY ASSIMILATION USING GAUSSIAN TRANSFORMATION

使用高斯变换进行天气类别同化的历史大气分析

• DOI: 10.2208/jscejhe.78.2_i_691
• 发表时间: 2022
• 作者: WANG Xiaoxing;TORIDE Kinya;YOSHIMURA Kei
• 通讯作者: YOSHIMURA Kei

Can the assimilation of IASI water isotopologue observations improve the quality of meteorological analyses fields?

IASI水同位素观测的同化能否提高气象分析领域的质量？

• 发表时间: 2021
• 作者: Khosrawi; F.; K. Toride; K. Yoshimura; C. Diekmann; B. Ertl; F. Hase; M. Schneider
• 通讯作者: M. Schneider

, Can the assimilation of IASI water isotopologue observations improve the quality of tropical diabatic heating?

, IASI水同位素观测的同化能否提高热带非绝热加热的质量？

• 发表时间: 2021
• 作者: Khosrawi; F.; K. Toride; K. Yoshimura; C. Diekmann; B. Ertl; F. Hase
• 通讯作者: F. Hase

Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ)

卡尔斯鲁厄理工学院（德国）