研究紹介 / Research

メソ・微細スケールの極端気象の力学過程や内部構造の特徴を明らかにする研究に取り組んでいます。ラージ・エディ・シミュレーション(LES)とよばれる乱流を解像する「超」高解像計算を活用した、様々な現象に対する研究を展開しています。シミュレーション以外にも、観測や統計手法、数値解析、モデル開発などを通した研究も行っています。

My studies are on extreme phenomena in meso- or micro-scale meteorology. Numerical simulations with ultra fine resolutions that resolve turbulence (large eddy simulations) are useful for clarifying dynamics, structures, and many characteristics. Various related subjects and methods are adressed (observations, statistical methods, numerical analysis, model developments, etc.).

台風 / Tropical cyclones

台風全域を収める計算領域において、水平解像度を100mとして世界最大規模のLESを実施しました。3種類(うち2種類は本研究で初めて提案)のロール構造の存在を示しました。

線状降水帯 / Stationary line-shaped precipitation system

災害を引き起こすような極端な降水をもたらすシステムをLESで再現し、降水維持のメカニズムを明らかにしました。

  • 論文/Paper ー Idealized high-resolution simulations of a back-building convective system that causes torrential rain, J. Atmos. Sci., 78, 117-132, 2021.

ダストデビル(塵旋風)/Dust devil

ダストデビル・塵旋風/(Dust devil) @Arizona

晴天時の日中、地上付近に生じる半径数m、秒速10〜20mくらいの突風をもたらす鉛直渦です。 砂漠・裸地では地面からダストを舞い上げるので、渦が可視化されます。 竜巻に似た見た目ですが、積乱雲による吸い上げが重要とである竜巻とは生成機構が異なります。

発生メカニズムや環境を数値シミュレーションを利用して調べています。 対流が生じている地表面近くの大気(対流混合層)で自発的に生成されます。

Dust devils are small-scale atmospheric vortices with wind speeds of several 10 m/s. Unlike tornadoes, they occur in fine weather conditions. Lifted dust particles on the desert visualize these vortices. We investigaed dynamics to form dust devils in convective boundary layers.

ダストデビルの観測も行っています。PIVとよばれる画像解析を行い、ビデオ映像のみから風速を推定しました。

A field observation was performed. PIV (Particle Image Velocimetry) is applied for a video that observes a dust devil to estimate its wind speed.

  • 論文/Paper ー Junshi Ito and Hiroshi Niino: Particle Image Velocimetry of a Dust Devil Observed in a Desert, SOLA, 10, 108-111, 2014.

大気境界層モデルとTerra Incognita問題 / PBL parameterization and "Terra Incognita (Greyzone)" problem

数値気象モデルが高解像度化し、乱流が解像される場合、従来のパラメタリゼーションの利用が不適切になります。これは"Terra Incognita問題”や”グレーゾーン"問題と呼ばれています。乱流のエネルギー散逸率を一定に保つような適応策を、代表的な大気境界層モデルであるMellor-Yamadaモデルについて提案しました。

  • 論文/Paper ー Junshi Ito, Hiroshi Niino, Mikio Nakanishi, and Chin-Hoh Moeng: An extension of the Mellor-Yamada model to the Terra Incognita zone for dry convective mixed layers in the free convection regime, Boundary-Layer Meteorol., 157, 23-43, 2015.

対流混合層の拡散 / Diffusion in convective boundary layers

 晴天時の日中の大気は下面から熱せられるため、活発な対流が生じます。対流が生じている地面近くの大気層を対流混合層と呼びます(日中は高度1〜2kmに達します)。対流混合層の基礎的なを物理的性質(拡散など)を、数値シミュレーション(ラージ・エディ・シミュレーション)により調査・定量化しています。

  • 論文/Paper ー Junshi Ito, Hiroshi Niino, and Mikio Nakanishi: Horizontal turbulent diffusivity in convective mixed layer, J. Fluid Mech., 758, 553-564, 2014.

チェジュ島下流の「カルマン」渦 / "Kármán Vortex Shedding from Jeju Island"

  • 論文/Paper ー Junshi Ito and Hiroshi Niino: Atmospheric Kármán Vortex Shedding from Jeju Island, East China Sea: A Numerical Study, Mon. Wea. Rev., 144, 139-148, 2016.

局地風「肱川あらし」 / A local wind, "Hijikawa-Arashi"

愛媛県大洲市の肱川河口に秋から初冬の早朝、霧を伴った局地風がみられます。高解像度の気象モデルによって霧の流出の再現し、発生環境や河口における強風をもたらすメカニズムについて考察しました。

  • 論文/Paper ー Junshi Ito, Toshiyuki Nagoshi, and Hiroshi Niino: A numerical study of "Hijikawa-Arashi": a thermally-driven gap wind visualized by nocturnal fog, J. Appl. Meteorol. Climate., 58, 1293-1307, 2019.