取組概要
急速に発達する温帯低気圧は、爆弾低気圧と呼ばれる。爆弾低気圧は、暴風、大雪・雨、高波を伴うため、しばしば深刻な気象災害の原因となる。そのため、爆弾低気圧の特性を適切に理解することは、防災・減災対策を考えていくうえで重要である。冬季に日本やアメリカの東方海上で爆弾低気圧がよく観測される。しかしながら、このような地域に爆弾低気圧の発生が集中する理由を説明するメカニズムについては、未解明であった。そこで、このメカニズムの解明を目的に、研究に取り組んだ。
上述のメカニズムの理解を困難にしていた要因として、観測データの制約があげられる。爆弾低気圧は主に海上で発達する。海上は陸上と比較して、観測データが非常に少ない。ゆえに、既存の観測データだけでは、爆弾低気圧の時空間発展の全容を捉えることは難しい。この問題を解決するために、本研究では、大気の動きや雲の発生を精度よく再現できる気象モデルを用いて爆弾低気圧の数値シミュレーションを行った。海洋研究開発機構が所有する世界最高峰のスーパーコンピュータ「地球シミュレータ」を使用することで、低気圧の詳細な構造の再現に成功した。
成果
シミュレーション結果を分析することで、爆弾低気圧の発達プロセスにおける海洋や低気圧構造の重要な働きが明らかになった。低気圧頻発域の日本やアメリカの東方海上には共通して世界最大規模の暖流（黒潮とメキシコ湾流）が流れている。シミュレーション結果は、爆弾低気圧が発達する際に、暖流から低気圧への熱エネルギーの供給が活発化することを示した。この熱エネルギー供給の活発化には、低気圧自身の気流構造が深く関係していることもわかった。そして、暖流から放出された熱エネルギーが低気圧発達を加速させることで、大陸東方海上で低気圧が集中的に急発達することが明らかとなった。このように、数値シミュレーションを活用することで、爆弾低気圧の発生の謎に対して1つの答えを出すことができた。
本研究では、シミュレーション技術を活用して、低気圧の発達メカニズムに迫った。シミュレーションは、爆弾低気圧の発達メカニズムの研究のみならず、大雨・大雪や暴風に関する研究においても有用な手法である。今後は、本研究で得た知見を発展させて、爆弾低気圧に伴う大雨・雪や暴風の特性やメカニズムに関する研究に取り組んでいく予定である。
※この取組は、提言・事例集『私立大学理工系分野の研究基盤の強化と向上－科学技術イノベーションの推進に向けて－』で紹介した研究事例です。
詳細等は関連リンクをご覧ください。
2024.04.10
社会貢献
