科研費獲得情報 - 山田　広幸

南西諸島とフィリピンのドップラーレーダーを用いた台風の構造と強度の関係解明

基盤研究(B)

課題番号: 16H04053

研究期間: 2016年04月  -  2019年03月 

代表者: 山田 広幸, 和田 章義, 久保田 尚之, 嶋田 宇大, 岩井 宏徳, 伊藤 耕介, 山本 真之, 北畠 尚子 

直接経費: 13,600,000（円）  間接経費: 17,680,000（円）  金額合計: 4,080,000（円）

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南西諸島とフィリピンで運用される気象ドップラーレーダーを用いて、台風の気流構造と中心気圧を推定し、台風の構造と強度の関係を調べた。3年の研究期間において、レーダー観測範囲を通過した台風48事例について強度推定を実施した。強度が急速に増加する事例について、目を取り囲む壁雲の収縮（半径の減少）が強度の変化と関係することを明らかにした。また、小さい目を持つ台風は強度の時間変化が大きいことも明らかにした。さらに、フィリピンを通過する猛烈な勢力の台風について、移動が速い場合は海洋の冷却の影響を受けずに強度を維持できることを観測と数値実験から明らかにした。

南西諸島とフィリピンのドップラーレーダーを用いた台風の構造と強度の関係解明

基盤研究(B)

課題番号: 16H04053

研究期間: 2016年04月  -  2019年03月 

代表者: 山田 広幸, 和田 章義, 久保田 尚之, 嶋田 宇大, 岩井 宏徳, 伊藤 耕介, 山本 真之, 北畠 尚子 

直接経費: 13,600,000（円）  間接経費: 17,680,000（円）  金額合計: 4,080,000（円）

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南西諸島とフィリピンで運用される気象ドップラーレーダーを用いて、台風の気流構造と中心気圧を推定し、台風の構造と強度の関係を調べた。3年の研究期間において、レーダー観測範囲を通過した台風48事例について強度推定を実施した。強度が急速に増加する事例について、目を取り囲む壁雲の収縮（半径の減少）が強度の変化と関係することを明らかにした。また、小さい目を持つ台風は強度の時間変化が大きいことも明らかにした。さらに、フィリピンを通過する猛烈な勢力の台風について、移動が速い場合は海洋の冷却の影響を受けずに強度を維持できることを観測と数値実験から明らかにした。

台風強度の高精度量的予測のための雲・エアロゾルプロセス解明

基盤研究(A)

課題番号: 16H01845

研究期間: 2016年04月  -  2017年03月 

代表者: 坪木 和久, 伊藤 耕介, 松見 豊, 山田 広幸, 中山 智喜, 篠田 太郎, 高橋 暢宏, 大東 忠保, 山口 宗彦, 森 浩一 

直接経費: 30,700,000（円）  間接経費: 39,910,000（円）  金額合計: 9,210,000（円）

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本年度はこの研究計画の初年度であるので、観測の準備を行うとともに、雲・エアロゾルについての試験的観測を沖縄地方で実施した。以下に各項目についての実施内容をまとめる。 １．雲粒子ゾンデ、雲粒子数ゾンデ、Xバンド降雨レーダ、Kaバンド雲レーダ観測：今年度、沖縄地方では9月まで台風の通過や接近がなかったので、5～6月の梅雨期に沖縄地方で多降水期の上層巻雲の氷晶粒子を主に観測した。沖縄本島中部に設置したXバンド降雨レーダとKaバンド雲レーダで巻雲を観測し、その雲に雲粒子ゾンデと雲粒子数ゾンデを投入した。これにより巻雲の粒子画像を取得するとともに、雲粒子数ゾンデの改良のためのデータを取得した。 ２．エアロゾルの地上観測およびドローンを用いた観測：沖縄本島の恩納村の東シナ海沿岸部において、地上のエアロゾル観測を約1ヶ月にわたって実施し、沿岸部におけるエアロゾルの特性を調べた。また、エアロゾルゾンデをドローンに搭載できるように改良し、沖縄県の多良間島の沿岸部で観測実験を実施した。エアロゾルをドローンでつり下げ、様々な高度で測定した。これによりエアロゾルゾンデの大気下層における観測での問題点を明らかにした。 ３．波の飛沫のドローンを用いた観測：強風環境における波の飛沫は、台風に潜熱を供給する過程として注目されつつあるので、その量的データを取得するために、ドローンに雲粒子ゾンデを搭載して粒子特性の観測を目指している。今年度は雲粒子ゾンデをドローン搭載用に改良し、沖縄県の多良間島で、ドローンの飛揚実験と改良した雲粒子ゾンデをドローンにつり下げて観測する実験を実施した。風速7m/s程度の環境で、海面から1～2mの高さまで雲粒子ゾンデを下ろし、10分程度停留させて、波の飛沫を観測した。その結果、50cm程度の波高の場合、この高さでは10マイクロメートル程度の飛沫粒子が存在することが示された。

台風強度の高精度量的予測のための雲・エアロゾルプロセス解明

基盤研究(A)

課題番号: 16H01845

研究期間: 2016年04月  -  2017年03月 

代表者: 坪木 和久, 伊藤 耕介, 松見 豊, 山田 広幸, 中山 智喜, 篠田 太郎, 高橋 暢宏, 大東 忠保, 山口 宗彦, 森 浩一 

直接経費: 30,700,000（円）  間接経費: 39,910,000（円）  金額合計: 9,210,000（円）

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本年度はこの研究計画の初年度であるので、観測の準備を行うとともに、雲・エアロゾルについての試験的観測を沖縄地方で実施した。以下に各項目についての実施内容をまとめる。 １．雲粒子ゾンデ、雲粒子数ゾンデ、Xバンド降雨レーダ、Kaバンド雲レーダ観測：今年度、沖縄地方では9月まで台風の通過や接近がなかったので、5～6月の梅雨期に沖縄地方で多降水期の上層巻雲の氷晶粒子を主に観測した。沖縄本島中部に設置したXバンド降雨レーダとKaバンド雲レーダで巻雲を観測し、その雲に雲粒子ゾンデと雲粒子数ゾンデを投入した。これにより巻雲の粒子画像を取得するとともに、雲粒子数ゾンデの改良のためのデータを取得した。 ２．エアロゾルの地上観測およびドローンを用いた観測：沖縄本島の恩納村の東シナ海沿岸部において、地上のエアロゾル観測を約1ヶ月にわたって実施し、沿岸部におけるエアロゾルの特性を調べた。また、エアロゾルゾンデをドローンに搭載できるように改良し、沖縄県の多良間島の沿岸部で観測実験を実施した。エアロゾルをドローンでつり下げ、様々な高度で測定した。これによりエアロゾルゾンデの大気下層における観測での問題点を明らかにした。 ３．波の飛沫のドローンを用いた観測：強風環境における波の飛沫は、台風に潜熱を供給する過程として注目されつつあるので、その量的データを取得するために、ドローンに雲粒子ゾンデを搭載して粒子特性の観測を目指している。今年度は雲粒子ゾンデをドローン搭載用に改良し、沖縄県の多良間島で、ドローンの飛揚実験と改良した雲粒子ゾンデをドローンにつり下げて観測する実験を実施した。風速7m/s程度の環境で、海面から1～2mの高さまで雲粒子ゾンデを下ろし、10分程度停留させて、波の飛沫を観測した。その結果、50cm程度の波高の場合、この高さでは10マイクロメートル程度の飛沫粒子が存在することが示された。

台風強度の高精度量的予測のための雲・エアロゾルプロセス解明

基盤研究(A)

課題番号: 16H01845

研究期間: 2016年04月  -  2017年03月 

代表者: 坪木 和久, 伊藤 耕介, 松見 豊, 山田 広幸, 中山 智喜, 篠田 太郎, 高橋 暢宏, 大東 忠保, 山口 宗彦, 森 浩一 

直接経費: 30,700,000（円）  間接経費: 39,910,000（円）  金額合計: 9,210,000（円）

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本年度はこの研究計画の初年度であるので、観測の準備を行うとともに、雲・エアロゾルについての試験的観測を沖縄地方で実施した。以下に各項目についての実施内容をまとめる。 １．雲粒子ゾンデ、雲粒子数ゾンデ、Xバンド降雨レーダ、Kaバンド雲レーダ観測：今年度、沖縄地方では9月まで台風の通過や接近がなかったので、5～6月の梅雨期に沖縄地方で多降水期の上層巻雲の氷晶粒子を主に観測した。沖縄本島中部に設置したXバンド降雨レーダとKaバンド雲レーダで巻雲を観測し、その雲に雲粒子ゾンデと雲粒子数ゾンデを投入した。これにより巻雲の粒子画像を取得するとともに、雲粒子数ゾンデの改良のためのデータを取得した。 ２．エアロゾルの地上観測およびドローンを用いた観測：沖縄本島の恩納村の東シナ海沿岸部において、地上のエアロゾル観測を約1ヶ月にわたって実施し、沿岸部におけるエアロゾルの特性を調べた。また、エアロゾルゾンデをドローンに搭載できるように改良し、沖縄県の多良間島の沿岸部で観測実験を実施した。エアロゾルをドローンでつり下げ、様々な高度で測定した。これによりエアロゾルゾンデの大気下層における観測での問題点を明らかにした。 ３．波の飛沫のドローンを用いた観測：強風環境における波の飛沫は、台風に潜熱を供給する過程として注目されつつあるので、その量的データを取得するために、ドローンに雲粒子ゾンデを搭載して粒子特性の観測を目指している。今年度は雲粒子ゾンデをドローン搭載用に改良し、沖縄県の多良間島で、ドローンの飛揚実験と改良した雲粒子ゾンデをドローンにつり下げて観測する実験を実施した。風速7m/s程度の環境で、海面から1～2mの高さまで雲粒子ゾンデを下ろし、10分程度停留させて、波の飛沫を観測した。その結果、50cm程度の波高の場合、この高さでは10マイクロメートル程度の飛沫粒子が存在することが示された。

西太平洋における台風初期渦の実態と発達条件の明確化

基盤研究(C)

課題番号: 26400475

研究期間: 2014年04月  -  2017年03月 

代表者: 那須野 智江, 山田 広幸, 沢田 雅洋, 久保田 尚之, 中野 満寿男, 菊地 一佳, Li Tim, Wang Yuqing 

直接経費: 3,600,000（円）  間接経費: 4,680,000（円）  金額合計: 1,080,000（円）

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西太平洋における台風の発達過程には、アジアモンスーンや季節内振動といった大規模な変動(数千km)から、台風の中心核を形成する目の壁雲(数十km)まで、様々な時空間スケールの変動現象が関与する。本研究では、2008年6月の台風事例を主な対象に、全球非静力学モデルを用いた高解像度の数値実験を行い、台風の発生過程における大規模場の変動の役割に注目した解析を行った。その結果、夏季西太平洋モンスーンと季節内振動の重なりに伴う大規模な下層の渦度が、潜熱放出を通して深まることが、台風初期渦の中心付近での組織的な潜熱放出を促進し、直立した深い中心核構造の形成をもたらしたことが分かった。

西太平洋における台風初期渦の実態と発達条件の明確化

基盤研究(C)

課題番号: 26400475

研究期間: 2014年04月  -  2017年03月 

代表者: 那須野 智江, 山田 広幸, 沢田 雅洋, 久保田 尚之, 中野 満寿男, 菊地 一佳, Li Tim, Wang Yuqing 

直接経費: 3,600,000（円）  間接経費: 4,680,000（円）  金額合計: 1,080,000（円）

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西太平洋における台風の発達過程には、アジアモンスーンや季節内振動といった大規模な変動(数千km)から、台風の中心核を形成する目の壁雲(数十km)まで、様々な時空間スケールの変動現象が関与する。本研究では、2008年6月の台風事例を主な対象に、全球非静力学モデルを用いた高解像度の数値実験を行い、台風の発生過程における大規模場の変動の役割に注目した解析を行った。その結果、夏季西太平洋モンスーンと季節内振動の重なりに伴う大規模な下層の渦度が、潜熱放出を通して深まることが、台風初期渦の中心付近での組織的な潜熱放出を促進し、直立した深い中心核構造の形成をもたらしたことが分かった。

西太平洋における台風初期渦の実態と発達条件の明確化

基盤研究(C)

課題番号: 26400475

研究期間: 2014年04月  -  2017年03月 

代表者: 那須野 智江, 山田 広幸, 沢田 雅洋, 久保田 尚之, 中野 満寿男, 菊地 一佳, Li Tim, Wang Yuqing 

直接経費: 3,600,000（円）  間接経費: 4,680,000（円）  金額合計: 1,080,000（円）

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西太平洋における台風の発達過程には、アジアモンスーンや季節内振動といった大規模な変動(数千km)から、台風の中心核を形成する目の壁雲(数十km)まで、様々な時空間スケールの変動現象が関与する。本研究では、2008年6月の台風事例を主な対象に、全球非静力学モデルを用いた高解像度の数値実験を行い、台風の発生過程における大規模場の変動の役割に注目した解析を行った。その結果、夏季西太平洋モンスーンと季節内振動の重なりに伴う大規模な下層の渦度が、潜熱放出を通して深まることが、台風初期渦の中心付近での組織的な潜熱放出を促進し、直立した深い中心核構造の形成をもたらしたことが分かった。

豪雨の主要因となる海上での下層水蒸気の蓄積メカニズム解明

基盤研究(B)

課題番号: 25287125

研究期間: 2013年04月  -  2017年03月 

代表者: 加藤 輝之, 山田 広幸, 津口 裕茂, 小司 禎教, 冨田 智彦, 廣川 康隆, 安田 修 

直接経費: 12,500,000（円）  間接経費: 16,250,000（円）  金額合計: 3,750,000（円）

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日本付近で発生した豪雨事例等の解析から水蒸気が大気下層に蓄積される複数のメカニズムを解明した。海上での下層水蒸気場のベースは水蒸気浮力に起因する乾燥対流により下層500mほどに作られる対流混合層であり、豪雨をもたらす事例では下層のメソスケール渦やトラフ、地峡などの地形にともなう上昇流で下層1km程度に大量の水蒸気が蓄積されていた。また下層水蒸気の蓄積には黒潮や対馬海流などの海面水温分布も強く影響していた。名瀬と南大東島での強化高層気象観測や複数地点に設置した地上気象の通年観測、船舶によるGNSS観測からも、南西諸島や海上での時空間的に密な観測が下層水蒸気場の把握に重要であることが確認できた。

豪雨の主要因となる海上での下層水蒸気の蓄積メカニズム解明

基盤研究(B)

課題番号: 25287125

研究期間: 2013年04月  -  2017年03月 

代表者: 加藤 輝之, 山田 広幸, 津口 裕茂, 小司 禎教, 冨田 智彦, 廣川 康隆, 安田 修 

直接経費: 12,500,000（円）  間接経費: 16,250,000（円）  金額合計: 3,750,000（円）

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日本付近で発生した豪雨事例等の解析から水蒸気が大気下層に蓄積される複数のメカニズムを解明した。海上での下層水蒸気場のベースは水蒸気浮力に起因する乾燥対流により下層500mほどに作られる対流混合層であり、豪雨をもたらす事例では下層のメソスケール渦やトラフ、地峡などの地形にともなう上昇流で下層1km程度に大量の水蒸気が蓄積されていた。また下層水蒸気の蓄積には黒潮や対馬海流などの海面水温分布も強く影響していた。名瀬と南大東島での強化高層気象観測や複数地点に設置した地上気象の通年観測、船舶によるGNSS観測からも、南西諸島や海上での時空間的に密な観測が下層水蒸気場の把握に重要であることが確認できた。

豪雨の主要因となる海上での下層水蒸気の蓄積メカニズム解明

基盤研究(B)

課題番号: 25287125

研究期間: 2013年04月  -  2017年03月 

代表者: 加藤 輝之, 山田 広幸, 津口 裕茂, 小司 禎教, 冨田 智彦, 廣川 康隆, 安田 修 

直接経費: 12,500,000（円）  間接経費: 16,250,000（円）  金額合計: 3,750,000（円）

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日本付近で発生した豪雨事例等の解析から水蒸気が大気下層に蓄積される複数のメカニズムを解明した。海上での下層水蒸気場のベースは水蒸気浮力に起因する乾燥対流により下層500mほどに作られる対流混合層であり、豪雨をもたらす事例では下層のメソスケール渦やトラフ、地峡などの地形にともなう上昇流で下層1km程度に大量の水蒸気が蓄積されていた。また下層水蒸気の蓄積には黒潮や対馬海流などの海面水温分布も強く影響していた。名瀬と南大東島での強化高層気象観測や複数地点に設置した地上気象の通年観測、船舶によるGNSS観測からも、南西諸島や海上での時空間的に密な観測が下層水蒸気場の把握に重要であることが確認できた。

南西諸島のドップラーレーダーを用いた台風強度の推定

基盤研究(C)

課題番号: 25400468

研究期間: 2013年04月  -  2016年03月 

代表者: 山田　広幸 

直接経費: 3,700,000（円）  間接経費: 1,110,000（円）  金額合計: 4,810,000（円）

台風強度を規定するアウトフローレイヤーの氷晶粒子直接観測と上層加熱率推定

基盤研究(B)

課題番号: 25287121

研究期間: 2013年04月  -  2016年03月 

代表者: 坪木 和久, 上田 博, 篠田 太郎, 大東 忠保, 山田 広幸, 若月 泰孝, 中川 勝広 

直接経費: 14,100,000（円）  間接経費: 18,330,000（円）  金額合計: 4,230,000（円）

　概要を見る

台風の最大強度は海洋と対流圏上層の温度が第一義的にコントロールする。後者の温度を決める上層の加熱率は、台風の中心から周辺に広がるアウトフローレイヤーの雲粒子の特性に大きく依存する。そこで本研究では台風周辺に広がるアウトフローレイヤーの巻雲の特性を明らかにすることを目的として、巻雲に顕微鏡を投入し、粒子の形、大きさ、数などを直接観測した。観測は2013年と2014年の台風について沖縄本島で実施した。2事例の台風について観測を実施することができ、台風に伴う巻雲の粒子特性を明らかにされた。これにより雲解像モデルによる台風のシミュレーションにおける巻雲の表現についての理解が進んだ。

南西諸島のドップラーレーダーを用いた台風強度の推定

基盤研究(C)

課題番号: 25400468

研究期間: 2013年04月  -  2016年03月 

代表者: 山田 広幸, 佐藤 晋介, 北畠 尚子, 和田 章義, 嶋田 宇大 

直接経費: 3,700,000（円）  間接経費: 4,810,000（円）  金額合計: 1,110,000（円）

　概要を見る

本研究は、南西諸島で運用されるドップラーレーダーを用いて、台風の中心近くにおける風速分布と中心気圧を、5～10分間隔で精度良く推定する手法を確立することを目的とする。28事例の台風について強度を推定し、気象庁ベストトラックデータと比較したところ、全体として整合する結果を得たが、相違が顕著な事例があることもわかった。2016年には台風15号が石垣島を通過する際に急速に発達する様子を捉えることに成功した。この推定手法を用いることで、将来的には精度の高い強度の情報を台風の接近前に提供することができると考えられる。

台風強度を規定するアウトフローレイヤーの氷晶粒子直接観測と上層加熱率推定

基盤研究(B)

課題番号: 25287121

研究期間: 2013年04月  -  2016年03月 

代表者: 坪木 和久, 上田 博, 篠田 太郎, 大東 忠保, 山田 広幸, 若月 泰孝, 中川 勝広 

直接経費: 14,100,000（円）  間接経費: 18,330,000（円）  金額合計: 4,230,000（円）

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台風の最大強度は海洋と対流圏上層の温度が第一義的にコントロールする。後者の温度を決める上層の加熱率は、台風の中心から周辺に広がるアウトフローレイヤーの雲粒子の特性に大きく依存する。そこで本研究では台風周辺に広がるアウトフローレイヤーの巻雲の特性を明らかにすることを目的として、巻雲に顕微鏡を投入し、粒子の形、大きさ、数などを直接観測した。観測は2013年と2014年の台風について沖縄本島で実施した。2事例の台風について観測を実施することができ、台風に伴う巻雲の粒子特性を明らかにされた。これにより雲解像モデルによる台風のシミュレーションにおける巻雲の表現についての理解が進んだ。

南西諸島のドップラーレーダーを用いた台風強度の推定

基盤研究(C)

課題番号: 25400468

研究期間: 2013年04月  -  2016年03月 

代表者: 山田 広幸, 佐藤 晋介, 北畠 尚子, 和田 章義, 嶋田 宇大 

直接経費: 3,700,000（円）  間接経費: 4,810,000（円）  金額合計: 1,110,000（円）

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本研究は、南西諸島で運用されるドップラーレーダーを用いて、台風の中心近くにおける風速分布と中心気圧を、5～10分間隔で精度良く推定する手法を確立することを目的とする。28事例の台風について強度を推定し、気象庁ベストトラックデータと比較したところ、全体として整合する結果を得たが、相違が顕著な事例があることもわかった。2016年には台風15号が石垣島を通過する際に急速に発達する様子を捉えることに成功した。この推定手法を用いることで、将来的には精度の高い強度の情報を台風の接近前に提供することができると考えられる。

台風強度を規定するアウトフローレイヤーの氷晶粒子直接観測と上層加熱率推定

基盤研究(B)

課題番号: 25287121

研究期間: 2013年04月  -  2016年03月 

代表者: 坪木 和久, 上田 博, 篠田 太郎, 大東 忠保, 山田 広幸, 若月 泰孝, 中川 勝広 

直接経費: 14,100,000（円）  間接経費: 18,330,000（円）  金額合計: 4,230,000（円）

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台風の最大強度は海洋と対流圏上層の温度が第一義的にコントロールする。後者の温度を決める上層の加熱率は、台風の中心から周辺に広がるアウトフローレイヤーの雲粒子の特性に大きく依存する。そこで本研究では台風周辺に広がるアウトフローレイヤーの巻雲の特性を明らかにすることを目的として、巻雲に顕微鏡を投入し、粒子の形、大きさ、数などを直接観測した。観測は2013年と2014年の台風について沖縄本島で実施した。2事例の台風について観測を実施することができ、台風に伴う巻雲の粒子特性を明らかにされた。これにより雲解像モデルによる台風のシミュレーションにおける巻雲の表現についての理解が進んだ。

南西諸島のドップラーレーダーを用いた台風強度の推定

基盤研究(C)

課題番号: 25400468

研究期間: 2013年04月  -  2016年03月 

代表者: 山田 広幸, 佐藤 晋介, 北畠 尚子, 和田 章義, 嶋田 宇大 

直接経費: 3,700,000（円）  間接経費: 4,810,000（円）  金額合計: 1,110,000（円）

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本研究は、南西諸島で運用されるドップラーレーダーを用いて、台風の中心近くにおける風速分布と中心気圧を、5～10分間隔で精度良く推定する手法を確立することを目的とする。28事例の台風について強度を推定し、気象庁ベストトラックデータと比較したところ、全体として整合する結果を得たが、相違が顕著な事例があることもわかった。2016年には台風15号が石垣島を通過する際に急速に発達する様子を捉えることに成功した。この推定手法を用いることで、将来的には精度の高い強度の情報を台風の接近前に提供することができると考えられる。