次世代降雨レーダー情報の同化手法と水・環境物質循環系の高精度予測モデルの開発

新一代降雨雷达信息同化方法及水与环境物质循环系统高精度预测模型研制

• 批准号: 06J03430
• 负责人: 山口 弘誠
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J03430/
• 关键词: 短時間降雨予測; 偏波ドップラーレーダー; アンサンブルカルマンフィルタ; データ同化; 偏波レーダー; 大気海洋相互作用

近年の"ゲリラ豪雨"に代表されるように都市部における豪雨災害が頻発しており、河川管理のために高精度な降雨予測情報が益々求められている。本研究は、豪雨予測の精度向上を目標として、未だ降雨予測に利用されていない最新型偏波ドップラーレーダーによる観測情報のデータ同化手法を開発したものである。本年度の成果として、第一に、観測情報の収集に関して、世界で例のない実験用の大型偏波ドップラーレーダーと上空の降水粒子を直接撮影できるビデオゾンデとの同期観測を昨年度に引き続いて実施した。梅雨期の降水事例を対象として、沖縄県恩納村に約3週間滞在し、観測データ(偏波レーダー観測とビデオゾンデ画像)を収集した。さらに、大気モデルへのデータ同化を意識した解析を通して、レーダー情報による降水粒子種類の識別、特に混在状況の推定手法を構築した。第二に、雲物理プロセスを通して、データ同化するために必要となる偏波レーダー観測情報とモデル予報変数の関係性を導いた。この関係性については、降水粒子種類の存在比に関連して両者を結びつけるという従来には存在しない新たなアイデアを示した。以上の成果をベースに、第三の成果として、昨年度開発したデータ同化システムCReSS-LETKFを用いて、偏波ドップラーレーダー情報のデータ同化手法を実際の降雨事例に適用した。大気の気温0度層より上空のおける霰や氷晶などの雲微物理量の推定精度が向上することを明らかにし、これまでよりもリードタイムを長く精度を維持する降雨予測が可能であることを示した。本研究で提案する偏波レーダーで観測される降水粒子の種別に関する情報を同化しようとする試みは世界的に見ても類を見ない独創的な手法であり、研究成果は降雨予測の精度向上を通して大いに社会への還元や貢献が期待できる。

近年来，以“游击暴雨”为代表的城市暴雨灾害频繁发生，河流管理对高精度的降雨预报信息的需求越来越大。本研究旨在通过开发一种对尚未用于降雨预测的最新偏振多普勒雷达观测信息的数据同化方法来提高强降雨预测的准确性。今年取得的成绩，第一，在观测信息的收集方面，我们从去年的基础上继续进行同步观测，使用了国际上前所未有的大型偏振多普勒雷达进行实验，并使用了可以直接捕捉图像的视频探空仪。天空中的降水颗粒。我们在冲绳县恩纳村停留了大约三周，收集了观测数据（偏振雷达观测和视频探空仪图像），重点关注雨季的降水情况。此外，通过将数据同化到大气模型中进行分析，我们开发了一种利用雷达信息识别降水颗粒类型的方法，特别是用于估计混合条件的方法。其次，通过云物理过程，我们推导出偏振雷达观测信息与模式预报变量之间的关系，这是数据同化所必需的。关于这种关系，我们提出了一个过去不存在的新想法：通过降水颗粒类型的丰度比将两者联系起来。基于上述结果，第三项成果是利用去年开发的数据同化系统CReSS-LETKF，将偏振多普勒雷达信息的数据同化方法应用于实际降雨情况。据透露，0度大气温度层以上的冰雹和冰晶等云微物理量的估算精度得到了提高，并且可以以更长的提前期来预测降雨并保持比以前更高的精度。本研究提出的利用偏振雷达观测到的降水颗粒类型信息同化的尝试，在世界范围内是独一无二的，研究成果将提高降雨预测的准确性，我们可以期待大量的回报。和对社会的贡献。

项目成果

偏波レーダーとビデオゾンデの同期観測および降水粒子タイプの判別

偏振雷达与视频探空仪同步观测及降水粒子类型判别

• 发表时间: 2009
• 期刊: 第6回水文過程のリモートセンシングとその応用に関するワークショッププロシーディングス 6
• 作者: Honda W;Kawashima S;Kanehisa M;山口弘誠;中北英一;山口弘誠;中北英一;山口弘誠;中北英一
• 通讯作者: 中北英一

偏波レーダーCOBRAの観測情報を用いたあられ粒子数濃度の同化手法の提案

利用偏振雷达COBRA观测信息同化冰雹粒子数浓度方法的提出

• 发表时间: 2009
• 作者: 山口弘誠;中北英一
• 通讯作者: 中北英一

ドップラーレーダー情報を用いた降雨予測に関するデータ同化手法の比較

利用多普勒雷达信息进行降雨预报的数据同化方法比较

• 发表时间: 2007
• 作者: Honda W;Kawashima S;Kanehisa M;山口弘誠;中北英一;山口弘誠;中北英一;山口弘誠;中北英一;山口 弘誠;山口 弘誠;山口 弘誠;中北 英一;李漢洙;山口弘誠;山口弘誠;山口弘誠;山口弘誠;山口弘誠;Kosei Yamaguchi;山口 弘誠;Kosei Yamaguchi;山口 弘誠;山口 弘誠
• 通讯作者: 山口 弘誠

固体雲微物理量のデータ同化による短時間降雨予測への影響評価-偏波レーダー情報の同化に向けて-

固体云微物理量数据同化对短期降雨预报的影响评估-面向偏振雷达信息同化-

• 发表时间: 2008
• 作者: 山口弘誠;中北英一
• 通讯作者: 中北英一

偏波レーダーCOBRAを用いた降水粒子種類の同化手法の提案

利用偏振雷达COBRA同化降水粒子类型的方法建议

• 发表时间: 2009
• 期刊: 土木学会水工学論文集 第53巻
• 作者: 阪本陽一;三木朋広;二羽淳一郎;山口弘誠・中北英一
• 通讯作者: 山口弘誠・中北英一