報告書番号

NR24006

タイトル（和文）

力学・物理過程を考慮した台風の強風ハザード評価法の開発

タイトル（英文）

Development of a typhoon wind hazard estimation method with typhoon dynamics and physics

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背景
台風は、強風や大雨等による災害をもたらす大気現象であり、日本はこれまで多くの被害を受けてきた。そのため、人命や建造物等の安全性を確保するため、様々な法律や基準に基づく対策がなされている。特に高い安全性が求められる原子力設備において、強風を伴う自然現象のひとつとして、再現期間の長い台風の強風ハザード評価が米国において実施されており、台風シミュレーションモデルが活用されている。
目的
我が国周辺の大気環境場に適合する台風シミュレーションモデルを構築し、強風評価を試行する。その上で、妥当性の確認と精度向上に係る技術課題を抽出する。
主な成果
1. 強風ハザード評価のための台風シミュレーションモデルの構築
モンテカルロ法を用いた移動モデル、強度評価モデル、風速場モデルの3つのモデルにより強風ハザード評価のための台風シミュレーションモデル（以下、台風モデル）を構築した。移動モデルは、過去の観測事例と整合する範囲で、ばらつきのある台風の移動経路を作成した。また、台風の発生位置や出現頻度において、気象庁のベストトラックと同程度の結果を得ることができた。強度評価モデルは、様々な強度の台風を作成し、これまで観測された最低中心気圧となる台風と同程度の強度を算出することができた。風速場モデルにおいて、算出された地上の10分平均風速は、台風の観測における風速の範囲内に収まっており、構築した台風モデルが、妥当な再現性をもつことを確認した。
2．台風の強風評価の高精度化に向けて得られた示唆
　気象庁の気象官署である室戸岬にて、最大風速の再現期待値を2種類の極値統計解析方法により算出した。いずれの方法においても、低風速域では台風モデルより算出された風速とおおよそ一致するが、高風速域において近似曲線は大きく乖離した。しかしながら、風速の50年再現期待値は、既往研究注2)の値と同等の値であった。この乖離が、地上風速を算出するために用いた簡易的な境界層モデルを含む風速場モデルの問題なのか、極値統計解析方法の問題なのかを検証し、最適な方法を用いる必要がある。
今後の展開
風速場モデルに、詳細な境界層モデルを導入することにより、より精度の高い地上風速を算出できるように改良する。また、台風モデルの結果に最適な極値統計解析方法の検討を進め、任意地点における最大風速の再現期待値を算出可能にする。

概要 （英文）

A typhoon hazard estimation method was constructed using three models (i.e., a movement model, an intensity model, and a wind field model) based on the Monte Carlo simulation. The typhoon movement model was designed to produce variations in the movement path of typhoons using the Monte Carlo simulation, so that the results are comparable to the best track in terms of the location and frequency of typhoon occurrence. The intensity assessment model was designed to numerically produce typhoons with the central pressures similar to those observed to date. The wind field model was developed to yield the 10-minute average wind speed on the ground or sea based on the gradient wind model with a preset correction factor. The validation computations using the typhoon hazard estimation method indicated that the constructed typhoon simulation model was able to reasonably simulate the past observation results.
In addition, high wind hazard results evaluated at Cape Muroto were analyzed by two extreme value statistical analysis methods to calculate the expected maximum wind speed. In both the methods, wind speeds in the low wind speed range were roughly consistent with those calculated by the typhoon simulation model. However, as wind speeds increased, the wind speeds tended to deviate from the fitting curves assumed in the statistical analysis methods. Our future work will be to verify whether this deviation is due to a defect with the simulation model or the limitation of the extreme value statistical analysis method.

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