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title: 台風下における海面抵抗係数の海洋物理環境場への影響
tags:  #台風 #海面抵抗係数 #大気海洋波浪結合モデル  
author: [Ninomiya Lab, Kanazawa Univ](https://www.docswell.com/user/airsea)
site: [Docswell](https://www.docswell.com/)
thumbnail: https://bcdn.docswell.com/page/4EQYZXKQJP.jpg?width=480
description: 海岸工学講演会2014
published: June 08, 26
canonical: https://www.docswell.com/s/airsea/5DMWNN-2026-06-08-121831
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台風下における海面抵抗係数の
海洋物理環境場への影響
京都大学 → 金沢大学
京都大学 防災研究所
University of California, SD
University of Washington
二宮 順一
森 信人
安田 誠宏
間瀬 肇
Luca R. Centurioni
Eric A. D’Asaro


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発表内容
• 研究背景・目的
• 研究手法
• 数値モデル・計算条件
• 現地観測
• 結果
• 台風への海面抵抗係数の影響
• 台風周りにおける海面抵抗係数の影響
• 現地観測結果との比較
• 結論


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大気海洋間の運動量輸送
風
Smith (1992) ‐‐‐‐‐
CBLAST LOW (o)
Large and Pond (1981) ‐‐‐‐ Powell et al. (2003) −·−
Smith (1980) ‐‐‐‐‐
Donelan et al. (2004) −·−
COARE 3.0 —─
Black et al. (2007)
運動量
フラックス
ˆ  u* 2   ( w' u 'iˆ  w' v' ˆj )
C D10 N   /( U 102 N )
海面の抵抗係数
→ 運動量フラックス
抵抗係数
流れ
高風速下の観測が少ない


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海面抵抗係数のモデル（バルク式）
• 風速依存式
• Large and Pond (1981)
• COARE (Coupled Ocean‐Atmosphere Experiment)
• COARE 3.5: Edson et al. (2013)
• 他多数
大気海洋波浪
結合モデル
• 波浪依存式
大気
• Taylor and Yelland (2001)
• 波形勾配
• Drennan et al. (2005)
海洋
波浪
• 波齢
• 鈴木ら (2010)
• 風波の飽和度
様々なモデルが提案されているが，
大気海洋波浪結合モデルへの
応用例はほとんどない．


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研究目的
• 大気海洋波浪結合モデルに既往研究で提案され
ているバルク式を組み込み，その影響について検
討する．
大気海洋波浪
結合モデル
海洋
大気
波浪


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数値モデル (COAWST: Coupled Ocean
Atmosphere Wave Sediment Transport
Modeling System)
• 気象モデル
• WRF (Weather Research and
Forecasting Model)
• 海洋モデル
• ROMS (Regional Ocean
Modeling System)
• 波浪モデル
• SWAN (Simulating Wave
Nearshore)


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適用する海面バルク式
１．Charnock (1955)：摩擦速度
大気側粗度
∗
２．Taylor and Yelland (2001)：波形勾配
Hs:波高，Lp:波長
３．Drennan (2003)：波齢（波高） Cp:波速
∗
WRF:
max 𝑧
𝑧
𝛼
, 1.59 10
0.018


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適用する海面バルク式
海洋側粗度
TKEフラックス
w/o wave
１．Charnock (Burchard, 2001)
１．Craig and Banner (CB) (1994)
w/ wave
２．z0 from wave height
(Terray, 1996)：波高
２．Feddersen and Trowbridge
(2005)：砕波による散逸率


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台風Fanapi
(201011号)
計算条件
• 入力データ（初期・境界）
• 陸上地形：GTOPO30
• 海底地形：GEBCO
• 気象：NCEP FNL
• 海洋：HYCOM（全球）
• 潮汐：TPXO7.2
• 波浪：NOAA NWS WWIII（全球）
• 計算条件 (計算期間：2010/9/16 18:00 – 9/20 0:00)
格子数
解像度
dt
WRF
350x250x40
3km
15s
ROMS
350x250x40
3km
10s
SWAN
350x250x24方位
周波数34 (0.02–0.5Hz)
3km
120s
結合
600s


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現地観測 (ITOP: Impact of Typhoons
on the Ocean in the Pacific)
• 大気
• 航空機
• Dropsonde
• 海洋
• Moored Array
• EM‐APEX
• Typhoon Drifter
• Lagrangian Float


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計算ドメインと現地観測地点


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台風への海面抵抗係数の影響
凡例
摩擦速度 (Charnock)
波形勾配 (Taylor and Yelland)
波齢 (Drennan)
○台風経路
・Bulk式の影響は小さい．
・Best Trackと0.5度（約50km）のズレ
○中心気圧
・TY式で最も発達し，他の2式に比
べて約5hPa低く推定
○最大風速
・Bulk式の影響は小さく，計算では
やや過大評価


# Page. 13

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台風の中心から100km以内の風速
と海面抵抗係数の関係 凡例
摩擦速度 (Charnock)
波形勾配 (Taylor and Yelland)
波齢 (Drennan)
・全てのバルク式で風
速に対して増加傾向
・高風速下では，波浪
依存式で海面抵抗係数
が大きい


# Page. 14

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台風の中心周りにおける熱フ
ラックスの分布


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現地観測結果との比較
風速の鉛直プロファイル
計算開始から3から6時間後
（No.20～32の例）
計算開始から1日後
（No.33～43の例）
○相関係数の平均値
・計算開始直後：0.60
・1日後：
0.81
・風速の分布は計算
開始から1日経過後で
観測と良く合う．
・計算開始1日後の風
速について，Drennan
を適用した場合が最
も相関係数が大きく，
RMSEが小さい


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現地観測結果との比較
水温分布
台風右側の経路に最も近い機器での結果
○台風接近時
・良好な水温再現
○台風通過後
・表層のゆっくりとした
水温低下
・25℃位置の変化
観測では浅くなった後
回復するが，計算では
あまり変化しない．
○バルク式の違い
影響は小さい
プロット：観測結果，コンター：計算結果


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現地観測結果との比較
水温分布
台風右側の経路に最も近い機器での結果
○台風接近時
・良好な水温再現
○台風通過後
・表層のゆっくりとした
水温低下
・躍層位置の変化
観測では浅くなった後
回復するが，計算では
あまり変化しない．
○バルク式の違い
影響は小さい
プロット：観測結果，コンター：計算結果


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結論
• 台風Fanapiを対象として海面バルク式として風依存，
波浪依存のバルク式を組み込んだ大気海洋波浪結合
モデルによる計算を実施した．
• 台風への海面抵抗係数の影響
• 経路：影響は小さい
• 中心気圧：Taylor and Yellandを用いた場合で5hPa低く推定
• 台風中心周りにおける海面抵抗係数の影響
• 熱フラックスの分布に大きな影響
• 観測結果との比較
• 風速：計算開始1日後以降で良く一致
• 水温：海洋側バルク式の影響は小さい