「水の足跡」を辿って豪雨予測を改善――世界で初めて水蒸気同位体比観測を気象予報システムに追加――

2026-09-04 東京大学

水蒸気に含まれる水素・酸素の安定同位体比を「水の足跡」として捉え、実際の数値天気予報システムに世界で初めてデータ同化した研究です。衛星観測の系統誤差を補正したうえで、従来の気温・湿度などの観測に同位体比情報を追加した結果、水蒸気量だけでなく風や気温の解析精度も改善しました。特に6時間降水量約5mm以上の強い降水で予報誤差が一貫して減少し、北半球中緯度では豪雨予測への効果が顕著でした。水蒸気同位体比が持つ「どこから来て、どの経路を通ったか」という輸送履歴が、従来観測では得られない情報として大気循環の推定に寄与したと考えられます。今後は豪雨・台風予測だけでなく、洪水予測や水資源管理などへの応用が期待されます。

「水の足跡」を辿って豪雨予測を改善――世界で初めて水蒸気同位体比観測を気象予報システムに追加――
本研究で用いたデータ同化システムの概略図

<関連情報>

気象予報の改善における水蒸気同位体の重要性 The significance of water vapor isotopes in improving weather prediction

Kinya Toride,Kei Yoshimura,Matthias Schneider,Christopher Diekmann,Farahnaz Khosrawi,Benjamin Ertl & Hayoung Bong
Communications Earth & Environment  Published:03 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s43247-026-03917-x

Abstract

Water vapor isotopes carry the integrated history of evaporation, condensation, mixing, and transport. Although previous studies have shown potential to improve forecasts under controlled conditions, real-world applications have been limited by systematic biases in both models and satellite retrievals arising from sparse measurements in the free troposphere. Here we assimilate mid‑tropospheric δD retrievals (peak sensitivity ~4.2 km) from the Infrared Atmospheric Sounding Interferometer into the Isotope‑incorporated Global Spectral Model and evaluate the added value beyond co‑assimilated temperature and specific humidity with identical spatial and temporal coverage. Assimilating δD improves 0–120 h forecasts of wind, temperature, specific humidity, and geopotential height, with the largest gains in the midlatitudes; heavy‑precipitation skill also increases for thresholds >3 mm per 6 h. Demonstrated in a coarse‑resolution configuration with limited observations, the results indicate that isotopic information strengthens transport tracking and hydrological constraints, motivating evaluation in operational high‑resolution forecasting systems.

1702地球物理及び地球化学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました