中緯度における台風の衰弱・再強化過程に関する数値的研究

中纬度地区台风减弱与再增强过程的数值研究

基本信息

批准号：
02J01600
负责人：
吉野純
金额：
$ 1.54万
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：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

日本付近にまで接近する台風の多くは中緯度擾乱の影響を受けることで、温帯低気圧化(温低化)の過程にある。本研究は、その「台風の温帯低気圧化」の際に生じる複雑な擾乱間の相互作用を定量化することを目的とする。事例として台風9918号の温低化事例を選び、メソ気象モデルPSU/NCARMM5を用いて再現実験を行った。これによる高精度な再現場を用いて、渦位部分的変換法(piecewise potential vorticity inversion)により、温低化時の擾乱(渦位偏差)間の相互作用を定量化した。本研究によって、中緯度帯に達した台風の強度変化に、台風上層の吹き出しの雲内で発達する負渦位偏差(低渦位)が重要な役割を果たすことが明らかとなった。この負渦位偏差は、急減衰期には、中心気圧を弱めるように作用していたが、再発達期には、逆に中心気圧を強めるように作用していた。急減衰期の台風直上には対流活動に伴い負渦位偏差が卓越することで、下層の正渦位偏差は背の低い構造となり、台風は強制的に弱められた。一方で、再発達期になると、台風上層にはトラフに伴う正渦位偏差が卓越するようになり、順圧的構造へと変化した。この際には、上層の負渦位偏差は、ジェットストリークの形成に貢献し、一転して、台風の再発達に不可欠な存在となっていた。以上の結果は、世界的に見ても、これまでにない新しい知見であると言える。本研究で得られた研究成果を、23rd General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (2003年7月,札幌)や10th Conference on Mesoscale Processes (2003年6月,Portland, Oregon)の国際会議や国内学会等で発表し、現在、米国学術雑誌(Journal of the Atmospheric Sciences)に投稿中である。

由于中纬度扰动的影响，许多接近日本的台风正在变成温带气旋（降低气温）。这项研究的目的是量化台风“温带气旋转变”期间发生的复杂扰动之间的相互作用。以9918号台风引起的全球变暖为例，利用中观天气模型PSU/NCARMM5进行了再现实验。利用这种高精度的重新定位，我们使用分段位涡反演方法量化了温度冷却过程中扰动之间的相互作用（涡位势偏差）。研究表明，台风上层云层内形成的负涡位异常（低涡位）对到达中纬度地区的台风强度变化起着重要作用。这种负涡位异常在快速衰减期对中心压力有减弱作用，但在重建期却相反对中心压力有加强作用。台风正上方快速衰减期，由于对流活动，负涡位异常占主导地位，下层正涡位异常形成短结构，强行减弱台风。另一方面，在重建期，台风上层与槽相关的正涡度异常占主导地位，结构转变为正压结构。此时，上层的负涡位异常促成了急流条纹的形成，进而成为台风重新发展不可或缺的因素。上述结果可以说是前所未有的新知识，即使从全球角度来看也是如此。这项研究获得的研究成果将在国际大地测量学和地球物理学联合会第23届大会（2003年7月，札幌）和第10届中尺度过程会议（2003年6月，俄勒冈州波特兰）等国际会议上发表。该工作已在学术会议上发表，目前正在提交给美国学术期刊（《大气科学杂志》）。