[Japanese]
卒業論文要旨(伊藤 瑞規)
台風 Mawar (2023)による遠隔降水を引き起こした湿潤空気塊の流入経路と性質に関する研究
伊藤 瑞規
日本では、台風が他の総観システムに間接的に作用することによってもたらされる台風遠隔降水がしばしば発生する。この現象は社会的に大きな影響をもたらすこともあり、そのメカニズムを解明することは重要である。過去に台風遠隔降水に関して行われた研究では、日本の南から遠隔降水域に供給される水蒸気を、鉛直積算水蒸気フラックスを用いて検出し、その特徴や大雨への寄与を解析していた。しかし近年の研究で、降水域に流入する水蒸気の輸送経路や湿潤化のプロセスは高度ごとに異なることが指摘され、鉛直積算された指標では輸送過程を正しく把握できない可能性が考えられる。
そこで本研究では、台風遠隔降水事例の 1 つである 2023 年 6 月 1 日から 3 日の大雨事例を対象とし、遠隔降水をもたらす湿潤空気塊の流入経路や性質の変化を明らかにすることを目的とする。雲解像モデルを用いた再現実験について後方流跡線解析を行ったのち、降水域に高度 0 ~ 500 m の大気境界層と高度 3500~ 4500 m の中層から流入する湿潤空気塊の流入経路や水蒸気量・相当温位の変化を調べるという手法をとった。解析の結果、大気境界層から流入する空気塊は、高い水蒸気量や相当温位を保ちつつ、台風の東側の離れた経路をとっていた。一方で中層から流入する空気塊は、台風中心に近い経路をとっており、降水域に流入する前に急速に飽和化が進んでいた。これによって中層では広範囲で湿潤化が引き起こされており、下層の暖湿な空気塊流入による対流不安定と相まって、大雨を引き起こしやすい大気状態が形成されていたと考えられる。
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[English]
A Study on the Inflow Pathways and Characteristics of Moist Air Masses causing Remote Precipitation by Typhoon Mawar (2023)
Mizuki Ito
In Japan, heavy rainfall can occur even when a typhoon is located far away, as large amounts of water vapor are supplied from the surrounding area of the typhoon. This phenomenon is referred to as Typhoon-Induced Remote Precipitation. Since this type of precipitation can have significant societal impacts, it is important to understand its mechanisms. Previous studies have identified the supply of water vapor from the south of Japan to the precipitation region using vertically integrated water vapor flux and analyzed its characteristics and contributions to heavy rainfall. However, recent studies have indicated that the transport pathways and moistening processes of air masses flowing into the precipitation region vary depending on altitude, suggesting that vertically integrated indices may not accurately capture these transport processes.
This study aims to clarify the inflow pathways and changes in the properties of moist air masses contributing to typhoon-induced remote precipitation by examining a heavy rainfall event that occurred from June 1 to June 3, 2023. A reproduction experiment was conducted using a cloud-resolving model, followed by a backward trajectory analysis. The analysis focused on investigating the inflow pathways, water vapor content, and equivalent potential temperature changes of moist air masses inflowing the precipitation region from the atmospheric boundary layer (0 - 500 m) and the mid-level troposphere (3500 - 4500 m). The results showed that air masses from the boundary layer maintained high water vapor content and equivalent potential temperature while following a distant pathway east of the typhoon center. In contrast, air masses from the mid-level troposphere traveled along a trajectory closer to the typhoon center and underwent rapid saturation before reaching the precipitation region. This widespread moistening in the mid-levels, combined with convective instability caused by the inflow of warm and moist air from the lower levels, likely contributed to the formation of an atmospheric environment favorable for heavy rainfall.
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