データ同化を用いたアンサンブル高潮予報手法の提案と巨大高潮が持つ段波構造の解明

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今年度は，メソ気象モデルと海洋流動モデルを用いて，2013年台風ハイヤンとその高潮を対象としてアンサンブル予報を行った．特定の物理スキームと計算格子解像度を設定すると猛烈な台風による巨大な高潮を数日前に約1mの差異で予報が可能な場合があることを確認した．ここで，巨大な高潮はその最高潮位の発生時間が短いため，アンサンブルメンバー間で高潮偏差の位相を合わせる必要があった．そのため，アンサンブル予報の平均値を算出する手法は，巨大な高潮を過小評価するという不確実性があり，防災工学の視座からは沿岸被害を拡大させる潜在的可能性を孕んでいる場合があることを指摘した．ただし，最高潮位発生時間のアンサンブル平均時間は，現地住民による証言と比較的合致しており，既往研究と同様の手法を用いることで，巨大高潮の発生時間を予報できる可能性があることもわかった．放射輝度データの気温の観測値をデータ同化して，台風の強度と経路を予報する数値実験を試みた．しかし，データ同化は物理スキームの選択と比較すると，台風の強度と軌道にあまり影響を与えなかった．この理由としては，データ同化の際の観測値の個数が少ないことなどが考えられる．ここで，大気・海洋物理場が台風の強度に与える影響に関する研究を行い，海水面温度が気温よりも台風の強度を支配する傾向が強いことを指摘した．これらを考慮すると，海水面温度もデータ同化することで，アンサンブル台風・高潮予報を高度化できる可能性がある．最後に，高潮段波の再現を海洋流動モデルを用いて試みた．高潮の前面では，津波段波などと同様の流体構造がみられた．高潮浸水速度も大きかったため，高潮段波が発生していた可能性があった．他方で，数値格子上で高潮段波の斜面勾配は1/1000以下であり，段波が発生していない可能性も否定できなかった．そのため，3次元流体モデルを用いた更なる検討が必要であった．