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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。