大気海洋波浪結合モデルを用いた台風Haiyanの擬似温暖化実験

⼤気海洋波浪結合モデルを⽤いた 台⾵Haiyanの擬似温暖化実験 ⾦沢⼤学理⼯研究域 ⼆宮順⼀ 京都⼤学防災研究所 ⽵⾒哲也 京都⼤学防災研究所 森 信⼈

最⼤クラス⾼潮の予測 最新版：v.2.10(2021.7) • 国⼟交通省 ⾼潮浸⽔想定区域図作成の⼿引き(2015) • 既往最⼤をもとにした経験的台⾵モデル • 気圧：室⼾台⾵，移動速度・最⼤⾵速半径：伊勢湾台⾵，経路：複数検討 • 擬似温暖化実験などの最新の知⾒を活⽤ • ⾼潮シミュレーションの海⾯抵抗係数 • 本多・光易(1980)を基本．45m/s以上で⼀定 • IPCC AR6 WGI (2021) • 過去（確信度中程度） • 強度の強い熱帯低気圧が増加傾向 • ピークが北に遷移 • 将来（確信度⾼い） • ⾮常に強い熱帯低気圧の割合の増加 • ハード防災施設：設計供⽤期間50年程度

擬似温暖化実験と温暖化差分量 • 実験⼿法（温暖化パラメータ）の違い • ⼤気３次元＋海⾯⽔温 • Tsuboki et al. (2015), 豊⽥ら (2018), Nayak et al. (2020) • ⼤気３次元＋混合層⽔温 • Nakamura et al. (2020), Kanada et al. (2020) • ⼤気３次元＋海洋３次元 • ？ • 海洋３次元の将来予測は使えないのか？ →CMIP5の海洋温暖化差分について検討 →海洋３次元温暖化差分を考慮した⼤気海洋結合擬似温暖化実験

数値モデルと初期・境界値 • 初期・境界値 • WRF • NCEP FNL (Spectral nudging for upper air) • 1 deg., 6 hour • ROMS • SODA v3.4.2 • 1/4 deg., 5 day • SWAN • WW3 (NOAA Reanalysis) • 1/2 deg., 3 hour • Topography • GEBCO (Ocean:-100 m~ -2000 m) • Initial TY Bogus COAWST(Coupled-Ocean-AtmosphereWave Sediment Transport)

計算条件 1/2 • 期間 • Nov. 5th, 2013 ‒ Nov. 10th 5 days • Coupling Interval: 600 s • Domain Model Resolution Horizontal Grids Vertical Grids Directions etc. Dt [s] WRF D01 3 km 1334x667 56 10 D02 1 km 2002x703 56 10/3 ROMS 3 km 1334x667 40 10 SWAN 3 km 1334x667 Dir.: 24 Freq.: 24 (0.05-0.5Hz) 300

計算条件 2/2 WRF ROMS • MP: WSM 6-class graupel • LW: RRTM • SW: Dudhia • SFClay: Revised MM5 MO • SFC: thermal diffusion • PBL: YSU • CP: w/o • Urban: w/o • Nudging: spectral for d01 • σ-coordinate 地形は⽔深2000mまで • GLS mixing (k-ε) Coupling • Interval: 10 min.

現在気候 擬似温暖化条件 • CMIP5：Mizuta et al.(2014)に 基づくC0-3 • ⼤気：気温，⾵ • 海洋：⽔温，流速，塩分 SST温暖化差分 SST初期値

将来差分の鉛直分布 上空 地表 ⼤気 海⾯ 海洋

海洋再解析(SODA)との⽐較 26℃ Historicalのアンサン ブル平均は悪くない ハッチングは最⼤・最⼩の幅

経路，中⼼気圧，最⼤⾵速の⽐較 〇JMA BT: 10min. ×JTWC BT: 1min. 中⼼気圧 最⼤⾵速

最⼤海⾯⽔位偏差（1時間間隔） 観測：5〜6 m 2.76m 偏差上昇分は吸い上げ分相当 ⾼潮ピークに対する時間解像度 浅海域の取り扱い(⽔深100m-) 3.07m 3.01m 3.09m 3.09m

海⽔温変動（台⾵中⼼位置24時間分平均） • 分布に特徴的な差は ない （通過後の⽔温低下 で0.2℃程度の差は ある．） • ⽔温低下の時間ス ケールにも差はない （解像度1時間以下 の差は未確認）

まとめ • CMIP5から⼤気・海洋3次元の将来差分を抽出した擬似温暖化 実験を実施した． • CMIP5海洋温暖化差分（Haiyanの発達域） • 現在気候アンサンブル平均値は気候値とおおよそ⼀致 • 深海部で⼤きく異なる⽔温を与えるモデルも存在することに注意 • RCP8.5表層⽔温差分は2.6〜2.9℃程度（TCHPで180±50kJ/cm2） • 混合層が薄くなる予測をするモデルもある． • 将来差分の代表性は再考が必要 • 擬似温暖化実験の結果 • 経路はほとんど変わらない（Spectral Nudgingの効果） • 台⾵はより発達 • 特に移動速度の異なる他の台⾵での追加実験が必要