10分ごとに更新する気象予測「京」とひまわり8号による天気予報の革新

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平成30年1月18日

理化学研究所 気象庁気象研究所 科学技術振興機構 海洋研究開発機構

理化学研究所(理研)計算科学研究機構データ同化研究チームの三好 建正 チームリーダーと本田 匠 特別研究員、気象庁気象研究所の岡本 幸三 室長らの共同研究グループ※1)は、スーパーコンピューター「京」注1)と気象衛星ひまわり8号による観測ビッグデータを用いて10分ごとに更新する気象予測手法を開発し、台風や集中豪雨、それに伴う洪水の予測への有効性を確認しました。

2015年7月7日に運用が開始された静止気象衛星ひまわり8号は、従来の衛星ひまわり7号の約50倍のビッグデータを生み出す高性能センサを搭載し、10分ごとに丸い地球全体を撮像します。これまで、静止気象衛星から観測される赤外放射輝度注2)データを、雲の領域(雲域)も含めた全天候で数値天気予報に直接利用することは、困難でした。このため、気象庁など世界の現業の天気予報センターの数値天気予報システムでは、連続する雲画像から雲の動きを追跡して推定する風向・風速や、雲域を除く晴天域の赤外放射輝度データの利用が主に行われてきました。

今回、共同研究グループは、ひまわり8号の10分ごとの赤外放射輝度データを、雲域も含めた全天候で数値天気予報に直接利用することに成功し、その有効性を実証しました。ひまわり8号赤外輝度観測の「データ同化」により、2015年最強の台風第13号(Soudelor)の急発達の予測が大幅に改善したほか、2015年9月、関東・東北豪雨の雨量予測が改善し、その結果、鬼怒川の流量の予測も改善しました。豪雨による洪水や土砂崩れなどの災害リスクを一刻も早く捉えるには、刻々と得られるデータを取り込んだ精度の高い天気予報が有効です。ひまわり8号の高性能センサによる10分ごとのビッグデータを生かすことで、これまで1時間ごとに更新されていた気象予測が、10分ごとに更新できるようになります。

本成果は今後、10分ごとに刻々と得られる新しい予測データを有効に活用するための防災体制などの技術的・社会的課題を解決することで、豪雨や洪水のリスクを一刻も早く捉え、将来の天気予報に革新をもたらすと期待できます。

本研究は、HPCI一般課題「ゲリラ豪雨予測を目指した「ビッグデータ同化」の研究(課題番号:hp150019、hp160162、hp170178)」、文部科学省フラッグシップ2020プロジェクト(ポスト「京」の開発)「ポスト「京」で重点的に取り組むべき社会的・科学的課題」における重点課題④「観測ビッグデータを活用した気象と地球環境予測の高度化(課題番号:hp160229、hp170246)」(課題責任者:海洋研究開発機構・高橋 桂子)および公益財団法人 計算科学振興財団研究教育拠点(COE)形成推進事業における研究課題「複数の災害リスク評価に基づく都市計画に資する計算科学研究」(研究代表者:富田 浩文)の支援を受けて行われました。

なお、本研究は、米国の科学雑誌『Monthly Weather Review』(2018年1月号)および『Journal of Geophysical Research-Atmospheres』(2018年1月号)の掲載に先立ち、オンライン版(1月17日付け:日本時間1月18日)に掲載されます。

本研究は、京高度化枠「データ解析とシミュレーションの融合研究のための共通基盤的研究開発(課題番号:ra000015)」として、JST 戦略的創造研究推進事業(CREST)「科学的発見・社会的課題解決に向けた各分野のビッグデータ利活用推進のための次世代アプリケーション技術の創出・高度化」(研究総括:田中 譲)における研究課題「「ビッグデータ同化」の技術革新の創出によるゲリラ豪雨予測の実証」(研究代表者:三好 建正)、「ビッグデータ統合利活用のための次世代基盤技術の創出・体系化」(研究総括:喜連川 優)における研究課題「EBD:次世代の年ヨッタバイト処理に向けたエクストリームビッグデータの基盤技術」(研究代表者:松岡 聡)の支援を受けて行われました。

※1)共同研究グループ

理化学研究所 計算科学研究機構

データ同化研究チーム

チームリーダー三好 建正(ミヨシ タケマサ)
特別研究員本田 匠 (ホンダ タクミ)
特別研究員グオ=ユエン・リエン(Guo-Yuan Lien)
研究員寺崎 康児(テラサキ コウジ)
研究員小槻 峻司(コツキ シュンジ)
リサーチアソシエイト前島 康光(マエジマ ヤスミツ)

複合系気候科学研究チーム

チームリーダー富田 浩文(トミタ ヒロフミ)
研究員西澤 誠也(ニシザワ セイヤ)
研究員足立 幸穂(アダチ サチホ)
特別研究員吉田 龍二(ヨシダ リュウジ)

気象庁

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