著者

KUSUNOKI Kenji UENO Kenichi

出版者

公益社団法人 日本気象学会

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

pp.2022-047, (Released:2022-08-25)

被引用文献数

3

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Nocturnal temperature inversion (NTI) is an important factor characterizing the local climate in mountainous areas. In central Japan, most of the mountain slopes are covered by forests, but the effects of their leaf expansion/fall on the NTI variations in basins have not been clarified. According to a three-year leaf area index (LAI) observation in the mixed forest of the Sugadaira Highland (1320 m a.s.l.), Nagano Prefecture, Japan, we identified weakening of the NTI associated with leaf expansion and strengthening after leaf fall in a small basin. Using digital elevation and land-cover data, we defined the distribution of the deciduous and mixed forests in the catchment area of nocturnal cold air drainage. The estimated timings of leaf expansion/fall at the catchment scale based on the effective cumulative temperature almost coincided with the NTI changes. Micrometeorology observations showed that NTI at the forest floor and downslope winds at the adjacent grassland strengthened during the dormant (leafless) season in the nighttime when the radiative cooling is strong. Calm and clear nights were chosen during the spring dormant season and the summer growing season for 22 and 30 nights, respectively. The heat loss during the cold-air pool development was estimated, and converted to storage heat flux in the forest areas. The storage heat flux was 3.8 W m−2 more on average in the growing season than the dormant season, and it was less than that of forests estimated in previous studies (several 10 W m−2), indicating that an increase in storage heat flux of the forests with leaf expansion could cancel nocturnal radiative cooling and weaken gravity currents at the forest floor.

著者

Yayoi HARADA Hirotaka KAMAHORI Chiaki KOBAYASHI Hirokazu ENDO Shinya KOBAYASHI Yukinari OTA Hirokatsu ONODA Kazutoshi ONOGI Kengo MIYAOKA Kiyotoshi TAKAHASHI

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.94, no.3, pp.269-302, 2016 (Released:2016-07-02)

参考文献数

54

被引用文献数

261 329

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This study investigates the quality of the Japanese 55-year Reanalysis (JRA-55), which is the second global reanalysis constructed by the Japan Meteorological Agency (JMA), by comparing it with other reanalyses and observational datasets. Improvements were found in the representation of atmospheric circulation on an isentropic surface and in the consistency of momentum budget based on the mass-weighted isentropic zonal mean method. The representation of climate variability in several regions was also examined. In the tropics, the frequencies of high spatial correlations with precipitation, which were estimated using the Tropical Rainfall Measuring Mission Multisatellite Precipitation Analysis, are clearly higher in JRA-55 than in JRA-25. The results indicate that JRA-55 generally improved the representations of phenomena on a wide range of space-time scales, such as equatorial waves, and transient eddies in the storm track regions, compared with JRA-25 during the satellite era. Moreover, JRA-55 improved the temporal consistency compared with the older reanalyses throughout the reanalysis period. In the stratosphere, we found larger discrepancies between reanalyses for the extra-tropical stratosphere during the Southern Hemisphere (SH) winter. Comparisons with radiosonde temperature revealed that JRA-55 has a smaller bias in temperature than the other reanalyses in the extra-tropical SH winter before 1979. Some issues in JRA-55 were also identified. The amplitude of equatorial waves and Madden-Julian oscillation in JRA-55 are weaker than in the other reanalyses. JRA-55 shows unrealistic strong cooling in South America and Australia, although the spatial distribution of the long-term temperature trends in JRA-55 is the closest to an observational dataset of global historical surface temperature.

著者

山田 広幸 伊藤 耕介 坪木 和久 篠田 太郎 大東 忠保 山口 宗彦 中澤 哲夫 長浜 則夫 清水 健作

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.99, no.5, pp.1297-1327, 2021 (Released:2021-10-31)

参考文献数

97

被引用文献数

11

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2017年台風第21号(ラン)対する上部対流圏の航空機観測を、新たに開発したドロップゾンデシステムを備えた民間ジェット機を用いて行った。これは、日本の研究グループがドロップゾンデを用いて非常に強い台風の内部コアを観測した初めての事例である。本論文では、目の暖気核構造と、それに関連するアイウォールの熱力学的および運動学的特徴について記述する。この台風は観測の2日間において、鉛直シアーが強まる環境で最大の強度を維持した。ドロップゾンデにより、この期間に対流圏中層と上層に温位偏差の極大をもつ二重暖気核構造が維持されたことが捉えられた。この2つの暖気核は相当温位が10 K以上異なり、起源が異なることが示唆された。飽和点分析により、上部暖気核の空気はアイウォールから流入したことが示唆された。鉛直シアーベクトルの左半円側におけるアイウォール上昇気流は、台風の中心側で相当温位が高く絶対角運動量が低い2層の構造を持っていた。飽和点とパーセル法の分析から、この中心側の上昇気流で相当温位が370Kを超える暖かい空気が目の境界層から流入し、最終的に上部暖気核に輸送されることが示唆された。これらの結果から、目の境界層を起源とする高い相当温位の空気の鉛直輸送が、鉛直シアーによる台風強度への負の影響に対抗して、上部対流圏の目の継続的な昇温に寄与するという仮説が導かれた。この研究は、相当温位の計算に必要な温度と湿度の測定が、ドロップゾンデのような消耗型の機器でしか行えない現状において、アイウォール貫通型の上部対流圏航空機観測が暖気核構造の監視に重要であることを示している。

著者

TSUYUKI Tadashi TAMURA Ryosuke

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

pp.2022-027, (Released:2022-02-22)

被引用文献数

4

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Recent progress in the particle filter has made it possible to use it for nonlinear or non-Gaussian data assimilation in high-dimensional systems, but a relatively large ensemble is still needed to outperform the ensemble Kalman filter (EnKF) in terms of accuracy. An alternative ensemble data assimilation method based on deep learning is presented, in which deep neural networks are locally embedded in the EnKF. This method is named the deep learning-ensemble Kalman filter (DL-EnKF). The DL-EnKF analysis ensemble is generated from the DL-EnKF analysis and the EnKF analysis deviation ensemble. The performance of the DL-EnKF is investigated through data assimilation experiments in both perfect and imperfect model scenarios using three versions of the Lorenz 96 model and a deterministic EnKF with an ensemble size of 10. Nonlinearity in data assimilation is controlled by changing the time interval between observations. Results demonstrate that despite such a small ensemble the DL-EnKF is superior to the EnKF in terms of accuracy in strongly nonlinear regimes and that the DL-EnKF analysis is more accurate than the output of deep learning due to positive feedback in assimilation cycles. Even if the target of training is an EnKF analysis with a large ensemble or a simulation by an imperfect model, the improvement introduced by the DL-EnKF is not very different from the case where the target of training is the true state.

著者

Boqi LIU Congwen ZHU Jingzhi SU Shuangmei MA Kang XU

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.97, no.4, pp.913-925, 2019 (Released:2019-08-02)

参考文献数

50

被引用文献数

16 33

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The northward shift of the Western North Pacific Subtropical High (WNPSH) in July 2018 broke the historical record since 1958 and resulted in extreme heat waves and casualties across Northeast Asia (NEA). In the present work, we associated this extreme WNPSH anomaly with the anomalies of barotropic anticyclone above NEA originating from the strongest positive tripole pattern of sea surface temperature anomaly (SSTA) in the North Atlantic in July. Both data analysis and numerical experiments indicated that the positive tripole SSTA pattern could produce an upper-tropospheric wave source over Europe, which stimulated an eastward propagating wave train along the subpolar westerly jet over the Eurasian Continent. When its anticyclonic node reached NEA, the WNPSH started to shift northward. After the cyclonic node in the circulation anomaly encountered the Tibetan Plateau (TP), atmospheric diabatic heating was enhanced over the eastern TP, initiating another subtropical wave train, which furthered the northward shift of the WNPSH. Therefore, the wave source over Europe was critical for the northward shift of the WNPSH in July, connecting the tripole SSTA pattern in the North Atlantic with the WNPSH anomaly and maintaining the downstream effects of thermal forcing over the eastern TP on the East Asian summer monsoon.

著者

菊地 勝弘 遊馬 芳雄 谷口 恭 菅野 正人 田中 正之 早坂 忠裕 武田 喬男 藤吉 康志

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.71, no.6, pp.715-731, 1993-12-25 (Released:2009-09-15)

参考文献数

7

被引用文献数

1 2

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冬季の海上の層積雲の雲頂の構造と反射率の関係を調べるために、航空機によるステレオ写真観測法を使った観測が1989年1月から1991年1月にわたって、日本海の若狭湾沖および奄美諸島周辺の太平洋上で行われた。最初に、雲頂高度と反射率との間の関係が調べられ、両者の間にはかなりよい相関が認められた。特に奄美諸島周辺での観測では高い相関が認められた。次にCloud area ratio(雲の領域率)と雲頂の反射率との関係が調べられた。その結果、低い反射率の雲域では雲頂高度が比較的低くて雲層が薄く、また、その高度差は大きく、雲頂の形状は鋸の歯のように鋭かった。一方、高い反射率の雲域では雲頂高度が高くて雲層が厚く、そして一様で形状は平で台形のような形をしていた。しかし、奄美諸島北部の例では、雲頂高度が他の2例に比して低く、しかも最高雲頂高度と最低雲頂高度との高度差が400m以上もある層積雲であったにもかかわらず、その反射率は比較的高かった。この反射率の違いはliquid water pathの差によるものと推定される。

著者

JIA Li REN Fumin DING Chenchen JIA Zuo WANG Mingyang CHEN Yuxu FENG Tian

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

pp.2022-029, (Released:2022-03-10)

被引用文献数

7

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The Dynamical–Statistical–Analog Ensemble Forecast model for landfalling typhoon precipitation (the DSAEF_LTP model) identifies tropical cyclones (TCs) from history data that are similar to a target TC, and then assembles the precipitation amounts and distributions of those identified to obtain those of the target TC. Two original ensemble methods in the DSAEF_LTP model, mean and maximum, tend to under- and over-forecast TC precipitation, respectively. In addition, these two methods are unable to forecast precipitation at stations beyond their maxima. To overcome the shortcomings and improve the forecast performance of the DSAEF_LTP model, the following five new ensemble methods are incorporated: optimal percentile, fuse, probability matching mean, equal difference-weighted mean, and TSAI (Tropical cyclone track Similarity Area Index)-weighted mean. Then, model experiments for landfalling TCs over China in 2018 are conducted to evaluate the forecast performance of the DSAEF_LTP model with the new ensemble methods. Results show that the overall performance of the optimal percentile (the 90th percentile) ensemble method is superior, with the false alarm rate lower than that of the original ensemble methods. As compared to five operational numerical weather prediction models, the improved DSAEF_LTP model shows advantages in predicting accumulated rainfall, especially with the rainfall of over 250 mm. When implementing the experiments, above results, however, it is found that the model forecast performance varies, depending on the type of TC tracks. That is, the accumulated rainfall forecast for westbound TCs is significantly better than that of northbound TCs. To address this issue, different schemes are used to forecast the accumulated rainfall of TCs with the two different track types. The precipitation forecast performance for westbound and northbound TCs, using the 90th percentile and the probability-matched ensemble mean ensemble method, respectively, is much better than that using a single ensemble method for all the TCs.

著者

筆保 弘徳 吉田 龍二 山口 宗彦 永戸 久喜 室井 ちあし 西村 修司 別所 康太郎 及川 義教 小出 直久

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.98, no.1, pp.61-72, 2020 (Released:2020-03-26)

参考文献数

36

被引用文献数

1 5

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本研究は、2009年から2017年にかけて北西太平洋で発生した熱帯低気圧(TC)において、トロピカルストームの強度に発達する前に減衰した熱帯低気圧(TD)の特性と環境場の条件を調査した。特に、大規模な流れパターンと関連させて、トロピカルストームの強度まで発達した熱帯低気圧(TS)と比較した。流れパターンは以下の5つに分類した。シアライン(SL)、東西風合流域(CR)、モンスーンジャイア(GY)、偏東風波動(EW)、および既存のTCからのロスビー波応答で発生したパターン(PTC)である。ベストトラックデータと早期ドボラックデータを用いて、476例のTC事例のうち、263例のTDが検出された。CRまたはPTC(EW)のパターンで発生したTCは、他のパターンと比較してトロピカルストームの強度に達する(達しない)割合が多い。夏と秋のCR、GY、およびEW(PTC)のTDの平均位置は、同じパターンのTSよりも西(東および北)に偏っていた。TDの周囲の環境場パラメータはTSよりも発達に不向きな傾向があり、CR、EW、PTC(SL、GY、PTC)で大気(海洋)の環境場パラメータに有意な差がある。流れパターンで分類したトロピカルストームの強度に達するための環境場条件は以下のようにまとめられる。SLとGYはより高いtropical cyclone heat potential、CRはより弱い鉛直シア、EWはより湿潤な場、そしてPTCはより高い海面温度と先行のTCが強いことである。

著者

ブランド サムソン

出版者

公益社団法人 日本気象学会

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.50, no.4, pp.332-341, 1972

被引用文献数

37

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24年間(1945-1968)に亘る資料を用い,台風並みの強さをもつ巨大及び微少熱帯低気圧の地理的及び季節的変動をしらべた.<br>これらじょう乱の性質については,何れも,地理的及び,季節的傾向があることが,はっきりと認められた.

著者

HUANG Huei-Ping RAGHUNATHAN Girish Nigamanth

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

pp.2022-012, (Released:2021-11-02)

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Retrograde long waves in the higher latitudes of Northern Hemisphere can episodically attain large amplitudes and sustain coherent phase propagation for 2-3 weeks. The potential influence of such waves on extended-range weather forecast has been conjectured but not systematically quantified. Using a set of ensemble reforecast data, this study examines the predictability associated with an extraordinary retrograde-wave episode in the 1979-80 winter. Quantified by the anomaly correlation of 500 hPa geopotential height in the 40°N-70°N latitudinal band, increased week-2 predictability is found within the sub-period with the presence of coherent retrograde waves. Some individual forecasts made within the retrograde-wave event exhibit the behavior of “return of skills”. The results suggest a future investigation into the relation between the uptick of anomaly correlation in week-2 and detailed dynamics of the retrograde waves.

著者

CHANG Yi MA Qianrong GUO Lijun DUAN Jing LI Jun ZHANG Xiaopeng GUO Xueliang LOU Xiaofeng CHEN Baojun

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

pp.2022-003, (Released:2021-09-30)

被引用文献数

5

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Meiyu front precipitation makes the region prone to frequent floods, mudslides, landslides, and other disasters, and has been the focus of ongoing and challenging meteorological research. Raindrop size distribution (RSD) is a fundamental method for exploring the characteristics and physical processes of rainfall. This study investigated the precipitation characteristics in Lushan mountainous areas during the Meiyu season using laser disdrometer observed RSD data from 2016 to 2019. For the average spectra of five rain rate classes, the concentrations of large raindrops (> 0.5 mm) increased with rain rate (R), while the concentrations of small raindrops (< 0.5 mm) increased only under rain rates higher than 10 mm h−1. The gamma distribution parameters of N0 and Λ increased/decreased with rain rate, and μ exhibited negative values in different rain rate classes. The distribution pattern features were N (D) = 721D−1.79e−1.20D. Distributions of the frequency for mass-weighted mean diameter (Dm) and the logarithm of the generalized intercept parameter (log10Nw) both showed a unique bimodal type, and an exceptionally high Nw (log10Nw > 4.5) subset with small Dm was determined. The stratiform and convective rain of RSD were also investigated. Dm − R and Nw − R showed similar variations in two types of precipitation. The lower μ values resulted in higher primary and constant coefficients in the quadratic polynomial fitting for the μ − Λ relationship (Λ = 0.0347μ2 + 1.180μ + 2.495). The Z − R relationship in stratiform precipitation characteristics was Z = 203R1.59. Further investigations showed that high Nw values usually occurred in persistent precipitation. The RSD can be characterized as high concentrations of the first two diameter classes with narrow spectrum width (< 1 mm), which were captured during in-cloud rain with a low but continuous rain rate (< 5 mm h−1). The mountainous topography plays an important role in reshaping the characteristics of RSD and the physical processes of precipitation.

著者

中井 専人 山下 克也 本吉 弘岐 熊倉 俊郎 村上 茂樹 勝島 隆史

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.100, no.1, pp.45-56, 2022 (Released:2022-02-23)

参考文献数

34

被引用文献数

2

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Xバンド水平偏波レーダー反射因子(Zh)と降雪強度水当量(R)の関係式を6種類の固形降水粒子種(クラス)について示す。これらの関係式は、日本の新潟県における同時観測によって得られたZh、R、及び降水粒子種を比較することによって求められた。式の形はZh = B R1.67を仮定し、Bを観測により決定される係数とした。Rの値と降水粒子種は、それぞれ、風よけネット内に設置された高分解能降水強度計と光学式ディスドロメーターを用いて求められた。平均Zhは地上観測点風上側に位置する約100 km2の解析領域について求められた。3冬季にわたる48事例について、卓越する降水粒子種、代表的な粒径と落下速度、Zh、R、Bの平均値が得られた。濃密雲粒付雪片のBの平均値は雲粒付雪片の値より小さかった。最も大きなBの値は雲粒無し樹枝状結晶の雪片(unrimed-Dクラス)の事例について、最も小さいBの値は雲粒無し低温型結晶の雪片(unrimed-Cクラス)が降っていた事例について得られた。霰事例のBの平均値は、雲粒付及び濃密雲粒付雪片の値に対して大まかに2倍程度であり、unrimed-Dクラスの値よりも小さかった。Xバンドにおいては、雪片の単位降水強度あたりの後方散乱が霰よりも強いか弱いかは、ライミングの程度と構成雪結晶の種類に依存していた。

著者

SHIBATA Kiyotaka NAOE Hiroaki

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

pp.2022-001, (Released:2021-09-30)

被引用文献数

1

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Decadal variations of the quasi-biennial oscillation (QBO) in the equatorial stratosphere are investigated, using the Singapore data and reanalysis data from 1950s to 2019/2020. It is found that the QBO is decadally modulated in the amplitude as well as in the period. These two decadal variations are positively correlated with each other after 1980s, while they show approximately negative correlation before 1980s. In the time series of the QBO amplitude from 1950s to 2014, there are four maxima (QBOmax) around 1967, 1983, 1995, and 2005, and three minima (QBOmin) around 1973, 1988, and 2000. Composite analyses of QBOmax and QBOmin based on these extrema reveal that the decadal amplitude variations have maximum amplitude of about 3 m s−1 at 20 hPa in the vertical. In the horizontal structure there appear off-equator extrema of about 3.5 m s−1 around 5°N at 20 hPa, while at 50 hPa extrema of about 1.8 m s−1 are situated around 5°S. The decadal amplitude variations of the QBO are closely and positively correlated with the decadal components of Niño 3.4 sea surface temperature anomalies (SSTa) and Pacific decadal oscillation (PDO) index, suggesting that the tropical SSTa in the central Pacific substantially influences the QBO in the decadal time-scales.

著者

STEPPELER Jürgen LI Jinxi FANG Fangxin ZHU Jiang

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

pp.2021-077, (Released:2021-09-09)

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The spectral element (SE) and local Galerkin (LG) methods may be regarded as variants and generalizations of the classic Galerkin approach. In this study, the second-order spectral element (SE2) method is compared with the alternative LG scheme referred to as o2o3 that combines a second-order field representation (o2) with a third-order representation of the flux (o3). The full name of o2o3 is o2o3C0C1, where the continuous basis functions in C0-space are used for the field representation and the piecewise third-order differentiable basis functions in C1-space are used for the flux approximation. The flux in o2o3 is approximated by a piecewise polynomial function that is both continuous and differentiable, in contrast to many Galerkin and LG schemes that use either continuous or discontinuous basis functions for flux approximations. We show that o2o3 not only has some advantages of SE schemes but also possesses third-order accuracy similar to o3o3 and SE3, while SE2 possesses second-order accuracy and does not show superconvergence. SE3 has an approximation order greater than or equal to three and uses the irregular Gauss-Lobatto collocation grid, while SE2 and o2o3 have a regular collocation grid; this constitutes an advantage for physical parameterizations and follow-up models, such as chemistry or solid-earth models. Furthermore, o2o3 has the technical simplicity of SE2. The common features (accuracy, convergence and numerical dispersion relations) and differences between these schemes are described in detail for one-dimensional homogeneous advection tests. A two-dimensional test for cut cells indicates the suitability of o2o3 for realistic applications.

著者

柳本 俊亮

出版者

公益社団法人 日本気象学会

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.10, no.7, pp.440-442, 1932

著者

周 徳 今 久 孫野 長治

出版者

公益社団法人 日本気象学会

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.51, no.1, pp.43-53, 1973

被引用文献数

10

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1970,71年の夏季,札幌において晴天積雲の移動速度をステレオ写真方式で観測した.また雲の周辺の気象条件として札幌管区気象台のレーウインゾンデの資料をつかって解析して次の結果を得た.<br>1.雲底が地上高700m以上の高い晴天積雲では,その移動方向は,その雲の高度(雲底)の風向とよく一致するが,700m以下では地形の影響が大きい.<br>2.晴天積雲の移動速度は一般に雲底高の風速よりおそいが,そのなかで次の傾向が認められた.低い雲ほど,また大きい雲ほどおそい傾向がある.また風の垂直シャー(上方が速い)が大きいほど雲速に比べておそくなる.<br>これらの傾向は,雲内で小さい運動量が下方から輸送されるということで理解される.

著者

Murty L.Krishna

出版者

公益社団法人 日本気象学会

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.54, no.6, pp.370-381, 1976

被引用文献数

14

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AMTEX 75(1975年2月14日~28日)期間の熱&bull;収支解析を行った。解析は,全期間&bull;undisturbed period&bull;disturbed periodの3つの異ったケースについて行われた。<br>全期間の平均状態としては,80mb近傍に逆転層があり,かつその附近で下降流が極大値をとる。 apparent moisture sourceはこの高度附近で極大値を示すが, apparent heat sourceは極小値を示した。<br>disturbed period(AMTEX地域の北に低気圧があり,温い南風の状況)では,逆転層はない。750mb近傍に著しいapparent moisture sinkがあり,そこでは,上昇流の極大とapparent heat sourceの極大がみられる。<br>undisturbed periodは,冷い北風に特徴づけられ,全期間の平均状態に類似しており,逆転面下面附近(~800mb)にapparent moisture sourceがある。<br>海面からの熱エネルギーの補給量は,平均,870ly day-1であり,これはbulk aerodynamic法による推定値と一致している。補給量は寒気吹出時には,1200ly day-1におよぶが, disturbed periodでは140ly day-1にすぎない。

著者

安成 哲三 関 祐治

出版者

公益社団法人 日本気象学会

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.70, no.1, pp.177-189, 1992

被引用文献数

104

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ENSOの時間スケールの地球気候システムの年々変動に果たすアジアモンスーンの役割を、アジアの夏のモンスーン、熱帯太平洋の大気℃海洋結合系及び中緯度の偏西風レジームの間の統計的、力学的な関係を調べることにより、考察した。<br>アジアモンスーンは、熱帯太平洋域での大気・海洋結合系と密接にリンクしており、モンスーン/大気・海洋結合系(略して、MAOSと仮称)とも呼べる一つのシステムをなしていることが明らかとなっている(Yasunari,1990a)。このMAOSは、準2年周期の振動特性を持っており、ある偏差状態は、アジアの夏のモンスーン頃から始まり、約1年持続するという季節性を示す(Yasunari,1991)。<br>このMAOSの偏差状態は、亜熱帯高気圧の強弱やロスビー波の伝播という機構を通して、北太平洋の亜熱帯・中緯度の夏から秋にかけての大気循環に、大きな影響を与えていることがわかった。即ち、モンスーンの弱い(強い)年には、(逆)PNAパターンが卓越する。そして、引き続く冬の半球スケールの偏西風循環は、この秋の大気循環の偏差が初期条件となったような波数1または2のパターンが卓越する。即ち、PNAパターンにより、北米東岸あるいは極東のトラフが発達し、ユーラシア大陸上はより帯状流的な流れのパターンとなる。反対に、逆PNAパターンでは、北太平洋から北米域がより帯状流的となる一方、ユーラシア大陸上のトラフが発達しやすくなる。<br>ユーラシア大陸上のトラフの発達・未発達は、さらに、そこでの冬から春の積雪面積の偏差の形成という物理過程を通して、次の夏のアジアモンスーンの偏差に影響することが示された。即ち、MAOSと偏西風レジームが結合したこの気候システムでは、弱い(強い)夏のモンスーンの後の秋には、(逆)PNAパターンが持続し、続く冬にはユーラシア大陸上に少(多)雪をもたらす循環場が卓越することにより、次の夏のモンスーンは、強い(弱い)状態になるという、2年振動的傾向を持つことがしめされた。このように、MAOSと中・高緯度の偏西風レジームを含む気候システムの準2年振動的変動の機構は、アジアモンスーンを媒介とした、熱帯と中・高緯度のあいだの、季節を違えた相互作用によることが強く示唆される。<br>さらに、現実のより非定常的なシステムの振る舞いと、ENSOのように上記の準2年振動が増幅された状態の物理的な理解には、ENSOとは全く独立な振動系として指摘されている北大西洋振動(NAO)の、このシステムへのストカスティックな強制が非常に重要であることを示唆する観測的事実も提示された。

著者

和田 章義

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.99, no.6, pp.1453-1482, 2021 (Released:2021-12-16)

参考文献数

81

被引用文献数

5

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2018年、日本に上陸した台風チャーミーは進路転向後に急衰弱した後、数日間その強さを維持した。続いて台風コンレイはチャーミーによって冷やされた海域を急衰弱しつつ通過した。これら2つの台風が急衰弱した海域は、海洋中規模渦が豊富な海域である。これら2つの台風の強度変化における冷水渦の役割とその類似点及び相違点を理解するため、2km水平解像度非静力学大気モデルと大気波浪海洋結合により数値シミュレーションを実施した。また冷水渦の強度を観測により確証できないため、チャーミーの弱化に有意に寄与する規模を仮定した人工冷水渦を埋め込んだ海洋初期値及び日付の異なる海洋初期値を用いた感度実験を実施した。コンレイに対しては、日付の異なる海洋初期値の代わりに、9つの大気初期値に対するアンサンブルシミュレーションを実施した。2つのシミュレートされた台風の急衰弱における海洋場の役割は、どちらも台風通過時の海水温低下による海洋貯熱量の低下と関係していた。チャーミーとコンレイに対するシミュレーション結果のほとんどは、成熟期または衰退期の期間、過剰発達傾向を示した。チャーミーの過発達は不十分な海面水温低下により生じており、人工冷水渦は海水温低下の促進を助長した。一方でコンレイの過発達は台風進路シミュレーションの失敗に関連していた。コンレイの進路が適切にシミュレートされることにより、コンレイはより多くの時間、海水温低下域上を移動することとなり、鉛直シア上流側における地表面付近及びインフロー境界層、台風中心への内部コア域における水蒸気輸送の減少を通じて、弱化を強めることとなった。2つの台風に見られた共通点として、中心における下降流と関連する断熱加熱の減少が台風弱化と密接にかかわっていた。

著者

IKUTA Yasutaka FUJITA Tadashi OTA Yukinari HONDA Yuki

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

pp.2021-076, (Released:2021-09-14)

被引用文献数

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The regional data assimilation system at the Japan Meteorological Agency employs a variational data assimilation system on the basis of the non-hydrostatic model ASUCA (named ASUCA-Var). This paper reviews configurations and the current status of ASUCA-Var. To consider the consistency of analysis and prognostic variables, the control variables of ASUCA-Var include soil variables and basic atmospheric variables. The background-errors based on the control variables are calculated every three hours for land and sea grid points to better reflect the representative error covariance structure, taking into account daily variations and differences in structure on land and sea. Although the cost function is designed to be a perfect quadratic form, the basic field update method in the optimization process allows the nonlinearity of the observation operator and numerical weather prediction model to be incorporated into the solution of optimization problem in the incremental four-dimensional variational (4D-Var) method. The outer/inner models used in the incremental 4D-Var method are based on ASUCA, with suitable configurations according to each resolution and applied linearization. Observation operators are implemented for various kinds of observations used, with unified interfaces encapsulating external simulators. Variational quality control and variational bias correction are also introduced for advanced observation handling within the variational system. Parallelization is introduced to enhance computational efficiency, including adjoint calculations. To assess the impact of assimilated observations, degrees of freedom for signal are also available. In addition, as a system for operational use, ASUCA-Var is designed for sustainable development. The meso-scale analysis and local analysis workflows are presented as operational implementations of ASUCA-Var. ASUCA-Var improves forecasting in a wide range of validation indices. The major future improvements of ASUCA-Var include the introduction of the flow-dependent background-error and the extension of the control variable to hydrometeors, which are expected to enhance the prediction accuracy of the operational regional model.