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Physics of typhoon eye diameters from the perspective of atmospheric and computer sciences

从大气和计算机科学的角度研究台风眼直径的物理学

基本信息

批准号：
20K14554
负责人：
神山翼
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Ochanomizu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14554/
关键词：
台風眼台風の眼の温暖化応答画像解析大気物理学情報科学

项目摘要

台風の眼は台風の中心付近で風が弱く雲が少ない部分を指す.一般的にもよく知られている存在ではあるが，その特徴はいまだに深くは解明されていない.特に，台風の眼がどのようなメカニズムで決定されるのかは大きな謎であり，台風の眼を解析することは，台風の物理的な構造の理解を深め，ひいては台風の進路や強度の予測の信頼性を向上させることにつながる.本研究では，高解像度の衛星画像を自動的に解析するアルゴリズムを開発し，台風の眼の直径のデータセットを作成する. このデータセットは以下のように作成される. まず，日本の国立情報学研究所が運用更新しているウェブサイト「デジタル台風」にアクセスする. 次に，中心気圧が最も低くなった時刻の衛星画像をダウンロードする. 台風の中心から，積乱雲のない画素を再帰的に探し，隣接する積乱雲のない画素をすべて調べ，積乱雲のない隣接画素の総数の情報をもとに，眼の「有効直径」を算出する. この方法により，1981 年から 2020 年の 40 年間で計 352 個の台風の眼についてのデータが得られた.データを用いた解析では，台風の眼の平均直径は北緯 10 度から北緯 35 度までで約 40km であるが，高緯度ではやや大きくなる傾向があり，これは衛星時代以前の先行研究とも一致する. 台風の眼の直径の年平均時系列は，過去 40 年間，台風の眼が徐々に拡大していることを示している. 台風の海面水温を変化させた数値シミュレーションでは，同時刻での比較では，海面水温が高いほど眼が小さくなる傾向になり，最小気圧時の比較では，眼が大きくなり最小気圧に到達する時刻が長くなる傾向にあった.本研究の結果は，米国地球物理学連合秋季大会にて発表済みである。

The eye of a typhoon is close to the center of the typhoon, and the wind is weak. General knowledge of the existence of the opposite, the characteristics of the opposite, the opposite. In particular, the eye of a typhoon is determined by the size of the eye, the analysis of the eye of a typhoon, the understanding of the physical structure of a typhoon, the path of a typhoon, and the reliability of its intensity. In this study, we aim to develop automatic resolution of satellite imagery and to create the diameter of the eye of a typhoon. This is the first time I've ever seen you. The National Institute of Informatics of Japan has updated its website for "Typhoon". The satellite image at the lowest point in time of the center pressure is displayed on the screen. When the center of typhoon falls, the pixel of accumulated cloud is detected again, the pixel of adjacent accumulated cloud is adjusted, the information of the total number of adjacent pixels of accumulated cloud is calculated, and the diameter of eye is calculated. In the 40 years from 1981 to 2020, there were 352 typhoons. The average diameter of typhoon eye is about 40km from latitude 10 ° to latitude 35 °, and the trend of high latitude is consistent with previous research before satellite era. The annual mean time series of typhoon eye diameter is opposite. In the past 40 years, typhoon eye has gradually increased in size. The sea surface temperature of typhoon changes several times, and the comparison between the same time points shows that the sea surface temperature tends to decrease from high to low, and the comparison between the minimum pressure time and the maximum pressure time tends to increase from high to low. The results of this study are consistent with those presented at the Fall Congress of the American Geophysical Union.