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論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• Prediction skill and practical predictability depending on the initial atmospheric states in S2S forecasts

  Matsueda, Mio

  Journal of the Atmospheric Sciences ( American Meteorological Society )    2023年04月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Abstract The hypothesis that predictability depends on the atmospheric state in the planetary-scale low-frequency variability in boreal winter was examined. We first computed six typical weather patterns from 500-hPa geopotential height anomalies in the Northern Hemisphere using self-organising map (SOM) and k-clustering analysis. Next, using 11 models from the subseasonal-to-seasonal (S2S) operational and reforecast archive, we computed each model’s climatology as a function of lead time to evaluate model bias. Although the forecast bias depends on the model, it is consistently the largest when the forecast begins from the atmospheric state with a blocking-like pattern in the eastern North Pacific. Moreover, the ensemble-forecast spread based on S2S multi-model forecast data was compared with empirically estimated Fokker-Planck equation (FPE) parameters based on reanalysis data. The multi-model mean ensemble-forecast spread was correlated with the diffusion tensor norm; they are large for the cases when the atmospheric state started from a cluster with a blocking-like pattern. As the multi-model mean is expected to substantially reduce model biases and may approximate the predictability inherent in nature, we can summarise that the atmospheric state corresponding to the cluster was less predictable than others.

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• 世界の現業モデルによる平成30年7月豪雨の中期予測可能性

  松枝, 未遠, 松信匠

  気象研究ノート   ( 246 ) 107 - 116   2022年10月

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

• Skill of Medium-Range Forecast Models Using the Same Initial Conditions

  Magnusson, L, Ackerley, D, Bouteloup, Y, Chen, J.-H, Doyle, J, Earnshaw, P, Kwon, Y. C, Köhler, M, Lang, S. T. K, Lim, Y.-J, Matsueda, Mio, Matsunobu, T, McTaggart-Cowan, R, Reinecke, A, Yamaguchi, M, Zhou, L

  BULLETIN OF THE AMERICAN METEOROLOGICAL SOCIETY ( AMER METEOROLOGICAL SOC )  103 ( 9 ) E2050 - E2068   2022年09月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  In the Different Models, Same Initial Conditions (DIMOSIC) project, forecasts from different global medium-range forecast models have been created based on the same initial conditions. The dataset consists of 10-day deterministic forecasts from seven models and includes 122 forecast dates spanning one calendar year. All forecasts are initialized from the same ECMWF operational analyses to minimize the differences due to initialization. The models are run at or near their respective operational resolutions to explore similarities and differences between operational global forecast models. The main aims of this study are 1) to evaluate the forecast skill and how it depends on model formulation, 2) to assess systematic differences and errors at short lead times, 3) to compare multimodel ensemble spread to model uncertainty schemes, and 4) to identify models that generate similar solutions. Our results show that all models in this study are capable of producing high-quality forecasts given a high-quality analysis. But at the same time, we find a large variety in model biases, both in terms of temperature errors and precipitation. We are able to identify models whose forecasts are more similar to each other than they are to those of other systems, due to the use of similar model physics packages. However, in terms of multimodel ensemble spread, our results also demonstrate that forecast sensitivities to different model formulations still are substantial. We therefore believe that the diversity in model design that stems from parallel development efforts at global modeling centers around the world remains valuable for future progress in the numerical weather prediction community.

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• Ensemble forecast experiments of summertime sea ice in the Arctic Ocean using the TOPAZ4 ice-ocean data assimilation system

  Nakanowatari, T, Xie, J, Bertino, L, Matsueda, Mio, Yamagami, A, Inoue, J

  Environmental Research ( Elsevier BV )  209   112769 - 112769   2022年01月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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• Statistical characteristics of Arctic forecast busts and their relationship to Arctic weather patterns in summer

  Yamagami, Akio, Matsueda, Mio

  Atmos. Sci. Lett. ( WILEY )  22 ( 8 )   2021年05月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Recently, human activity in the Arctic region, such as trans-Arctic shipping, has increased due to the reduction in Arctic sea ice. Accurate weather forecasts will become increasingly important as the level of human activity in the Arctic continues to increase. Operational numerical weather predictions (NWPs) have been improved considerably over recent decades; however, they still occasionally generate large forecast errors referred to as "forecast busts." This study investigates forecast busts over the Arctic between 2008 and 2019 using operational forecasts from five leading NWP centers. Forecasts with an anomaly correlation coefficient below its climatological 10th percentile, and a root-mean-square error above its 90th percentile at a lead time of 144 hr, are regarded as "busts." The occurrence frequency of forecast busts decreased from 2008 (13-7%) to 2012 and was between 2 and 6% for the period 2012-2019. Arctic forecast busts were most frequent in the May and July-September periods (similar to 6 to 7%), but less frequent between December and March (similar to 4%). The summertime forecast bust occurred more frequently when the initial pattern was the Greenland Blocking (GB) or Arctic Cyclone (AC) pattern rather than one of the other patterns. Some busts occurred without the weather pattern transition (similar to 22 to 40%), but the others occurred with the pattern transition. These results help users to be careful when they use the forecasts initialized on GB and AC patterns.

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MISC（その他業績・査読無し論文等） 【 表示 ／ 非表示 】

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• 冬季における循環場毎のMSM日射量予測大外しの事前検出

  宇野史睦, 松枝未遠, 大関崇, 大竹秀明, 山田芳則

  日本気象学会大会講演予稿集(CD-ROM)   ( 115 )   2019年

   

  J-GLOBAL

• 冬季における関東域の日射量予測大外し時の大気場の特徴

  宇野史睦, 大竹秀明, 大関崇, 松枝未遠, 山田芳則

  日本気象学会大会講演予稿集   ( 114 ) 94   2018年09月

   

  J-GLOBAL

• 大気大循環モデルを用いた2013年台風第3号Yagiの進路予報実験

  榎本剛, 吉田聡, 山崎哲, 中野満寿男, 山根省三, 山口宗彦, 松枝未遠

  京都大学防災研究所年報   60 ( B ) 466 - 469   2017年09月

   

• 季節内から季節予測プロジェクト

  高谷 祐平, 中澤 哲夫, 松枝 未遠

  天気 ( 日本気象学会 )  64 ( 6 ) 457 - 462   2017年06月

   

  J-GLOBAL

• 複数の全球アンサンブル予報を用いたMSM日射量予測値の大外し事例の検出

  宇野史睦, 宇野史睦, 大竹秀明, 大竹秀明, 松枝未遠, 松枝未遠, 大関崇, 山田芳則

  日本気象学会大会講演予稿集   ( 112 )   2017年

   

  J-GLOBAL

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研究発表等の成果普及活動 【 表示 ／ 非表示 】

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• 2018年台風24号(TRAMI)の進路の予測可能性

  仲尾次晴空, 松枝, 未遠

  日本地球惑星科学連合2023年大会  2023年05月  -  2023年05月   

• Forecast skill of the large MJO case in March 2015

  中澤哲夫, 松枝, 未遠

  日本気象学会2023年度春季大会  2023年05月  -  2023年05月   

• 季節アンサンブル予報による東京のサクラ開花予測

  八巻俊則, 浅賀結月, 田中拓海, 松枝, 未遠

  日本農業気象学会  (山口)  2023年03月  -  2023年03月   

• 北太平洋偏西風レジームの予測可能性と航空分野での利用可能性に関する研究

  田中拓海, 松枝, 未遠

  第17回航空気象研究会  2023年02月  -  2023年02月   

• 2021年2月テキサス寒波の予測可能性

  八巻俊則, 松枝, 未遠

  異常気象研究会2022・第10回観測システム・予測可能性研究連絡会  2022年12月  -  2022年12月   

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芸術系の活動、フィールドワーク等 【 表示 ／ 非表示 】

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• The Coperinicus Museum

  Mio, Matsueda 

  2021年06月

  -

  継続中

   

• The S2S Museum

  Mio Matsueda 

  1900年01月

  　

  　

   

• The TIGGE Museum

  Mio Matsueda 

  1900年01月

  　

  　

   

学術関係受賞 【 表示 ／ 非表示 】

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• 筑波大学若手教員奨励賞

  2017年12月   筑波大学   顕著な業績を上げ、筑波大学の研究力の向上に貢献した  

  受賞者: 松枝未遠

• 日本気象学会正野賞

  2016年10月   日本気象学会   現業アンサンブル予報データを利用した予測可能性研究と予測プロダクトの作成  

  受賞者: 松枝未遠

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  https://www.metsoc.jp/default/wp-content/uploads/2016/08/5712f3305640a8ae558afc5ebe6bba24.pdf#page=3

• 世界気象機関(WMO)感謝状

  2014年11月   世界気象機関   THORPEXプロジェクトへの貢献  

  受賞者: 松枝未遠

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  感謝状はWMOが行ってきた国際研究プロジェクトTHORPEXへの著しい貢献があった人物に贈られ、TIGGEデータを利用したアンサンブル予報や予測可能性に関する論文を多数発表してきたこと、TIGGE Museumの公開によりTIGGEデータの利用促進を行ってきたことが評価されました。 特に、TIGGE Museumで公開されている顕著現象発生予測プロダクトは、英国気象局に導入され、今後はTHORPEXの枠組みを超えて、主に発展途上国の天気予報支援などに利用されます。

• 気象庁気象研究所長表彰

  2014年02月   気象庁気象研究所   TIGGE（観測システム研究・予測可能性実験計画（THORPEX）双方向グランド全球アンサンブル）プロダクトの研究開発を行い、国際的な気象防災業務に貢献  

  受賞者: 松枝未遠, 中澤哲夫, 星野俊介, 山口宗彦

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  観測システム研究・予測可能性実験計画（THORPEX）は、WMO世界天気研究計画（WWRP）の下で、台風を含む社会的に影響の大きい顕著現象のメカニズム解明や予測可能性に関する研究を行い、それらの成果に基づいて１日から２週間先までの数値予報精度の向上を目指した研究計画で、平成17年から10年間のプロジェクトとして実施されている。また、THORPEX双方向グランド全球アンサンブル(TIGGE)は、世界の現業数値予報センターで運用されている全球アンサンブル予報を収集してデータベースを構築することにより、様々な気象現象の予測可能性の研究を推進し、より精度の高い数値予報プロダクトの作成を目指すTHORPEXのサブプロジェクトである。 本グループは、平成21年に、北西太平洋域におけるマルチセンター台風進路アンサンブル予報の有効性を実証し、効果的な利用方法を提案することを目的とした「北西太平洋熱帯低気圧アンサンブル予報プロジェクト(NWP-TCEFP)」をWMOの世界天気研究計画(WWRP)と熱帯低気圧計画(TCP)との合同プロジェクトとして立ち上げた。そして、台風進路に関するアンサンブル予報データをTIGGEのサブプロダクトとして即時的に国際交換する仕組みを作り、それを用いてマルチモデル・アンサンブル台風進路予報プロダクトを開発し、ESCAP/WMO台風委員会加盟国向けに試験的・限定的な提供を行う環境を気象研究所が運用するウェブサーバ上に構築した。更に、THORPEX双方向グランド全球アンサンブル(TIGGE)データを用いた予測可能性研究を世界に先駆けて行い、マルチセンター・アンサンブル手法による顕著気象発生確率プロダクトを開発し、他の予測プロダクトと共に気象研究所が運用するウェブサイト を通じて、現業数値予報機関並びに研究者向けに準リアルタイムで提供するシステムを構築した。 マルチモデル・アンサンブル台風進路予報プロダクトは、その有効性が国際的にも広く認められ、平成26年度からRSMC東京台風センターのプロダクトとして定常的に提供される計画である。このことは、平成25年11月のWMO大気科学委員会（CAS）第16次会合で報告され、了承された。今後、平成26年2月に開催されるESCAP/WMO台風委員会において了承を得た上で、実施される予定である。一方、マルチセンター・アンサンブル手法による顕著気象発生確率プロダクトについても、WMO基礎組織委員会（CBS）が推進する東南アジア荒天予報実証プロジェクト（SWFDP- SeA）に対する予報支援資料の一つとして、試験的に提供されており、その有効性が国際的に認められた。但し、現状では、TIGGEデータの制約から、2-3日古い初期時刻からの予測となっており、更なる有効活用を図るためには、即時的なプロダクト作成が要望されている。この要望に対して、世界各地のSWFDPプロジェクトを支援するため、GIFS-TIGGE作業部会の下での英国気象局と気象庁／気象研究所の共同プロジェクトとして、リアルタイムプロダクト作成が計画されており、平成26年半ばには運用が開始される見込みである。これらのプロダクトは、発展途上国の気象防災支援業務に大いに貢献すると期待されている。

科研費獲得情報 【 表示 ／ 非表示 】

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• 気象要因に基づく需要予測・製産管理技術の構築

  産学連携資金

  課題番号: 00000000

  研究期間: 2022年10月  -  2023年04月 

  代表者: 伴 正隆, 牧本 直樹, 山田 雄二 

• 準リアルタイム複数モデル・初期値アンサンブルによる顕著現象の予測改善に関する研究

  筑波大学/研究基盤支援プログラム（Ｂタイプ）

  課題番号: 00000000

  研究期間: 2019年07月  -  2020年03月 

  代表者: 松枝未遠 

  直接経費: 1,000,000（円） 

• 欧州とアジアにおける天候レジーム: 季節内スケールの予測可能性(WEASP)

  筑波大学・ドイツ学術交流会(DAAD)パートナーシッププログラム

  課題番号: 00000000

  研究期間: 2019年04月  -  2021年03月 

  代表者: 松枝未遠 

  直接経費: 2,206,000（円）  間接経費: 0（円）  金額合計: 2,206,000（円）

• ロスビー波の砕波と飽和による地衡風乱流理論の構築

  基盤研究(C)

  課題番号: 17K05651

  研究期間: 2017年04月  -  2020年03月 

  代表者: 田中 博, 寺崎 康児, 松枝 未遠 

  直接経費: 3,400,000（円）  間接経費: 4,420,000（円）  金額合計: 1,020,000（円）

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  大気大循環の波数空間におけるエネルギースペクトルは波数の‐3乗に従う。その理論的根拠としては2次元乱流の慣性小領域理論が良く知られている。ところが、我々が開発した3次元ノーマルモードエネルギー論によると、大気大循環のエネルギースペクトルは慣性小領域理論ではなく、ロスビー波の砕波と飽和により形成されることが示された。この理論では、大気大循環のエネルギースペクトルは E=mc2となることが示された。ここで、Eはエネルギー、cはロスビー波の西進位相速度、そしてmは大気の単位面積あたりの質量である。本研究では、大気大循環における地衡風乱流の新たな理論として「ロスビー波の砕波と飽和理論」を提唱した。

• 天候レジームに関連する大気顕著現象の予測可能性

  若手研究(B)

  課題番号: 16K16378

  研究期間: 2016年04月  -  2019年03月 

  代表者: 松枝未遠 

  直接経費: 2,700,000（円）  間接経費: 3,510,000（円）  金額合計: 810,000（円）

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  本研究課題では、1.冬季欧州域の天候レジームの予測可能性、2.夏季欧州域の天候レジームと熱波の予測可能性、3.2018年西日本豪雨のような研究期間中に発生した顕著現象の予測可能性、に主に注目した。1では、負位相の北大西洋振動(NAO-)について、その持続長いほど予測精度が高くなるという他のレジームには見られない性質を見つけた。2では、欧州で広く知られている6つの熱波に関するレジームの抽出に成功し、なかでも英国・フランス熱波に関する予測がもっとも難しいことを示した。3では、気象局による現業予報と米国気象局の初期値と欧州気象局の予報モデルによる数値実験の比較から、予報精度が低い要因を特定した。

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