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title: 台⾵Haiyanの⾼解像度計算における海洋・波浪の感度
tags:  #台風 #大気海洋波浪結合モデル #将来変化 #haiyan  
author: [Ninomiya Lab, Kanazawa Univ](https://www.docswell.com/user/airsea)
site: [Docswell](https://www.docswell.com/)
thumbnail: https://bcdn.docswell.com/page/GE5MKY6LE4.jpg?width=480
description: 海岸工学講演会2020
published: June 08, 26
canonical: https://www.docswell.com/s/airsea/KJWQ4N-2026-06-08-124546
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第67回海岸⼯学講演会
台⾵Haiyanの⾼解像度計算における
海洋・波浪の感度
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
研究協⼒︓
/


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台⾵と海⾯抵抗係数Cd
(Jones, 2016)
熱源
⾵
流れ
○WRFでの処理
𝜅𝑢
𝑢∗
𝑧
ln
𝜓
𝑧
0.0185𝑢∗ 0.11𝜈
𝑧
𝑢∗
𝑔
𝜌 𝑢∗ 𝜅
𝐶
𝑧
ln
𝜓
𝑧
○粗度と抵抗係数の関係
𝐶
𝑧
1
log
𝑧
𝜅


# Page. 3

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数値モデル，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 ~ ‐2000)
• Initial TY Bogus
COAWST(Coupled‐Ocean‐Atmosphere‐
Wave Sediment Transport)


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HAIYAN計算の構成
• Period
d02
• Nov. 5th, 2013 – Nov. 10th
5 days
• Coupling Interval: 600 s
d01
• Domain
Model
Resolution
Horizontal Grids Vertical Grids
Directions
etc.
Dt [s]
WRF D01
3 km
1334x667
56
10
WRF 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


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計算条件
WRF
• 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
ROMS
• σ‐coordinate
地形は⽔深2000mまで
• GLS mixing (k‐ε)
Coupling
• Interval: 10 min.


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研究⼿法
• Wind (Charnock): 𝑧
• Wave (Taylor‐Yelland): 𝑧
• Max: 𝑧
• 海⾯抵抗係数(Cd)実験
.
<‐> 𝐶
min 𝑧 , 2.85 10
min 𝐶 , 2.4 10
• Wind w/ max: Charnock式，上限あり
• Wave w/ max: Taylor‐Yelland式，上限あり
• Wave w/o max : Taylor‐Yelland式，上限なし
• 海洋混合層(MLD)実験
• MLD10 (Wave w/o)
• MLD08
• MLD06
※TCHP (TC Heat Potential)
⽔温26℃以上の熱量
∗
.
∗
1200𝐻
.
.
∗


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台⾵への影響
海⾯抵抗係数実験
灰⾊: 3s⾵速補正値
○台⾵経路
・Cdの影響はほとんどない．
→Cdの効果は⼩さい
or Spectral Nudgingの効果は⼤きい．
○中⼼気圧
・上限ありでは11/6 0:00までJMA BTに
沿って発達するが，その後発達は抑制．
・上限なしではJTWC BTに沿って発達し，
11/6 18:00以降はさらに発達が促進．
・WindとWaveとは上限の有無に⽐べて⼩
さい影響にとどまった．
⾵速補正はHarper et al.(2010)を参考
JMA(10min)は1.23倍，JTWC(1min)は1.11倍


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中⼼気圧と最⼤⾵速
灰⾊: 3s⾵速補正値
海⾯抵抗係数実験
○最⼤⾵速
JMA BT: 10min⾵速，JTWC BT: 1min⾵速
WRF: 瞬間値
・全ケースでBTを上回る⾵速
→統計量の違い
WRFは海⾯粗度，境界層モデル
にも依存
○中⼼気圧と最⼤⾵速の関係
・勾配はJTWC BT ＞ WRF ≧ JMA BT
・中⼼気圧が⼩さくなるとJTWC BTと
WRFの関係が近くなる．
・BTは必ずしも正確ではない．
Ito et al.
2018,
SOLA
気圧低下量
⾵速補正はHarper et al. (2010)を参考
JMA(10min)は1.23倍，JTWC(1min)は1.11倍


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海⾯抵抗係数
海⾯抵抗係数実験
中⼼気圧925〜935hPa時のコンポジット
台⾵は左向きに進⾏
1000hPa
1000hPa
シェード︓海⾯抵抗係数
コンター︓海⾯更正気圧(10hPa毎)
ベクトル︓⾵向
1000hPa
計算の上限値
𝐶
2.4 10
Windでは中⼼を除く，
990hPaより内側でほぼ上限
値に達している．
Waveでは台⾵前⾯および左
側でWindに⽐べて⼩さく，
後⽅で⼤きい．中⼼でも抵
抗係数は⼤きい．
Wave w/o maxでは中⼼付近
（特に約20km内）と後⽅で
上限値を上回る分布を⽰す．
→中⼼の極近傍の抵抗係数変
化が台⾵強度に影響（︖）


# Page. 10

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研究⼿法
• Wind (Charnock): 𝑧
• Wave (Taylor‐Yelland): 𝑧
• Max: 𝑧
• 海⾯抵抗係数(Cd)実験
.
<‐> 𝐶
min 𝑧 , 2.85 10
min 𝐶 , 2.4 10
• Wind w/ max: Charnock式，上限あり
• Wave w/ max: Taylor‐Yelland式，上限あり
• Wave w/o max : Taylor‐Yelland式，上限なし
• 海洋混合層(MLD)実験
• MLD10 (Wave w/o)
• MLD08
• MLD06
※TCHP (TC Heat Potential)
⽔温26℃以上の熱量
∗
.
∗
1200𝐻
.
.
∗


# Page. 11

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台⾵への影響
海洋混合層実験
TCHPで±20%差にも関
わらず，中⼼気圧には
MLD10，08，06間で
5hPa，4hPaの差に留
まった．
⼀⽅で，最発達時には
875，877，878hPaとほ
ぼ収束した．
→台⾵移動速度が速
かったためcold wakeの
影響が⼩さかった︖


# Page. 12

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海洋混合層実験
表層⽔温の変化
中⼼から300km（破線），600km（点線）
台⾵経路上SSTの初期値からの偏差
台⾵前⽅600kmか
ら⽔温低下の始ま
り．（BTの強⾵半
径は300‐400 kmで
推移）
通過時点でケース
間に約0.1℃の差
台⾵通過時の⽔温低下量
発達期


# Page. 13

![Page Image](https://bcdn.docswell.com/page/8EDKRDW37G.jpg)

経路上⽔温偏差の鉛直分布
海洋混合層実験
〇MLDを境界とし
た2層の⽔温変動
・MLDより上層で
は台⾵通過直後か
ら⽔温低下を⽰し，
その後，ゆっくり
と回復．
・MLDより下層で
は台⾵通過直後に
⽔温が上昇し，通
過後12hで急低下
に転じる．
12h前


# Page. 14

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海洋混合層実験
MLD周辺の⽔温変動
2013/11/6 12:00‐11/7 12:00通過地点の平均
表層熱フラックス
低下
強混合
SSTは台⾵通過12h前
から12h後の24hで⼤
きく低下．
その後，振動を伴っ
た回復傾向．
MLD+5mでは台⾵通
過直後にわずかに⽔
温上昇を⽰し，12h
後から急激な⽔温低
下を⽰す．
極⼩，極⼤はMLDに
よらず24hの位相差
を⽰した．


# Page. 15

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まとめ
• ⾼解像度⼤気海洋波浪結合モデルを⽤いてHaiyanを
対象に海⾯抵抗係数，海洋混合層の実験を⾏った．
• 海⾯抵抗係数実験
• 説明変数の違いに⽐べて，飽和条件の有無が台⾵の発達
に強く影響した．
• 飽和条件なしでBest Trackに相当する急発達を再現した．
• 飽和条件を超える抵抗係数は台⾵中⼼のごく近傍で⽣じ
ていた．
• 海洋混合層実験
• 移動速度の速い台⾵では，混合層厚の影響は⼩さかった．
• 台⾵通過による⽔温変動は混合層内とその下部との2層
での特徴的な変動を⽰した．
• 表層と混合層底部の⽔温変動には24時間の位相差が⾒られた．