竜巻を発生させる熱帯低気圧の環境場とその構造・力学に関する研究

产生龙卷风的热带气旋环境场及其结构和动力学研究

• 批准号: 15J05082
• 负责人: 末木 健太
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J05082/
• 关键词: 台風; スーパーセル; 竜巻; ストームに相対的な環境場のヘリシティ（SREH）; 対流有効位置エネルギー（CAPE）; Entrainment; Large Eddy Simulation; エントレインメント

前年度に引き続き、日本で竜巻を発生させた台風の特徴を明らかにするため、気象庁の再解析データを用いた解析を進めた。本研究では、反時計回りの回転（メソサイクロン）を有する特殊な積乱雲（スーパーセル）から竜巻が生じたと仮定し、スーパーセルの発生ポテンシャルを表す2つのパラメータ、ストームに相対的な環境場のヘリシティ（SREH）と対流有効位置エネルギー（CAPE）を用いて竜巻を伴う台風の構造を調べた。SREHはメソサイクロンの回転の強さの指標、CAPEは積乱雲の上昇流の強さの指標である。1991-2013年の竜巻を伴う台風（Tornadic Typhoon：以下TT）とそうでない台風（Non-tornadic Typhoon：以下NT）を比較した結果、TTのSREHの方がNTよりも大きいことが分かった。この主要因は、TTの(1)台風強度が強いこと、(2)台風渦に重なる大規模場の風の鉛直シアが上空で大きいこと、(3)積乱雲の対地移動速度が速いことであった。一方、CAPEの計算に、積乱雲の上昇流が上空の空気を取り込む効果（entrainment）を加味したCAPE（Entraining CAPE：E-CAPE）も、TTの方が大きいと分かった。entrainmentを考慮しない通常のCAPEではTTとNTを判別できないことから、entrainmentの考慮が、スーパーセルの発生ポテンシャルの推定に重要であることが示された。本研究ではさらに、E-CAPEの計算に必要なentrainment率を明らかにするため、台風環境下のスーパーセルを再現するLarge Eddy Simulationを行い、スーパーセルのentrainment率（ε）が15-20%/km程度であることを確かめた。一方、ε＝20%/kmとしたE-CAPEの分布は竜巻の発生位置の分布とよく一致しており、E-CAPEがスーパーセルのentrainmentの実態に基づく有効なパラメータであることが示された。

Before the annual に lead き 続 き, Japan で 竜 巻 を 発 raw さ せ た typhoon の te 徴 を Ming ら か に す る た め, 気 庁 の to デ ー タ を with い た parsing を into め た. , this study で は meter back り の back planning (メ ソ サ イ ク ロ ン) を have す る special な product chaos cloud (ス ー パ ー セ ル) か ら 竜 巻 が raw じ た と 仮 し, ス ー パ ー セ ル の 発 raw ポ テ ン シ ャ ル を table 2 つ す の パ ラ メ ー タ, ス ト ー ム に phase of seaborne な environment field の ヘ リ シ テ ィ (SREH) と flow with working position seaborne エ ネ ル ギ ー (CA PE) を use を て ryumaki を accompanied by う typhoon <s:1> structure を tone べた. SREH ロ メソサ ロ ロ <s:1> 転 strong さ <s:1> index, CAPE <s:1> chaotic cloud <s:1> upwelling <s:1> strong さ <e:1> index である. In 1991-2013 の 竜 巻 を with う Typhoon (Tornadic Typhoon: the following TT) と そ う で な い Typhoon (Non - Tornadic Typhoon: NT) under を compare し た results, TT の SREH の party が NT よ り も big き い こ と が points か っ た. こ の mainly because は, TT の (1) strong typhoon strength が い こ と, (2) the typhoon vortex に な る large-scale wind field の の straight シ ア が で over big き い こ と, (3) product cloud の move speed が speed seaborne い こ と で あ っ た. Party, CAPE の computing に, product cloud の upwelling が の over the empty 気 を take り 込 む unseen fruit (entrainment) を flavored し た CAPE (Entraining CAPE: E - CAPE) も, TT の が big き い と points か っ た. Entrainment を consider し な い usually の CAPE で は TT と NT を discriminant で き な い こ と か ら, entrainment の が, ス ー パ ー セ ル の 発 raw ポ テ ン シ ャ ル の presumption に important で あ る こ と が shown さ れ た. This study で は さ ら に, E - CAPE の computing に necessary な entrainment rate を Ming ら か に す る た め, typhoon environment の ス ー パ ー セ ル を reappearance す る Large Eddy Simulation を い, ス ー パ ー セ ル の entrainment rate (epsilon) degree が 15-20% / km で あ る こ と を か indeed め た. Party, epsilon = 20% / km と し た E - CAPE の distribution は 竜 巻 の 発 の raw position distribution と よ く consistent し て お り, E - CAPE が ス ー パ ー セ ル の entrainment の state be に base づ く have sharper な パ ラ メ ー タ で あ る こ と が shown さ れ た.

项目成果

台風に伴う竜巻の発生環境: エントレインメントを考慮したCAPEにもとづく解析

与台风相关的龙卷风发生环境：基于考虑夹带的CAPE分析

• 发表时间: 2015
• 作者: 末木健太;新野宏
• 通讯作者: 新野宏

Importance of entraining CAPE for assessing the tornado potential in typhoons and an exploration of appropriate entrainment rates for supercells in the typhoon environment

夹带CAPE对于评估台风龙卷风潜力的重要性以及台风环境中超级单体适当夹带率的探索

• 发表时间: 2016
• 作者: Sueki;K.;and H. Niino
• 通讯作者: and H. Niino

竜巻を発生させる台風について

关于产生龙卷风的台风

• 发表时间: 2015
• 作者: 末木健太;新野宏
• 通讯作者: 新野宏

台風のSREH

台风SREH

• 发表时间: 2016
• 作者: 末木健太;新野宏
• 通讯作者: 新野宏

竜巻を発生させた台風の特徴～エントレインメントを考慮したCAPEによる解析～

引发龙卷风的台风特征～考虑卷带的CAPE分析～

• 发表时间: 2015
• 作者: 末木健太;新野宏
• 通讯作者: 新野宏