2010年8月19日20日 アジアモンスーンサイエンスWSを行います。


名前:高橋洋 博士(理学)

Hiroshi Takahashi(Doctor of Science) J- GLOBAL
職名:助教

所属:首都大学東京(※) 地理環境科学域 気候学研究室 2009年5月より
首都大学東京 都市環境科学研究科)
首都大学東京 都市環境学部)
※首都大学東京は、元東京都立大学です。世の中の人の認知度が、、、
〒192-0397
東京都八王子市南大沢1-1
e-mail : hiroshi3 ~at~ tmu.ac.jp
(連絡を取りたい方は、こちらにお願い致します。論文の別刷及びPDFが必要な方は、差し上げます。)
兼務:海洋研究開発機構、地球環境変動領域
Research Institute for Global Change
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC)
(元:地球環境フロンティア研究センター(FRCGC))

研究内容: 雲降水気候学、気候システム、アジアモンスーン


(研究中・論文出版済み)
夏季アジアモンスーンの研究
○ アジアモンスーン域の降水現象の日変化(日周変化)・季節内変動・季節進行・年々変動・長期変動
○ アジアモンスーンの領域気候(数値モデルを用いて、過去の(例えば、過去50年間)気候を高解像度で再現;hindcast)
○ 熱帯擾乱(台風など)の長期変動
○ 熱帯の雲降水活動(地表面状態との関連の観点から)
など

手つかず系

○ 冬季モンスーン
○ コールドサージ(冬季モンスーン関連)
○ 熱帯のマルチスケールの雲活動の観測的研究
○ 全球気候モデルでの植生-エアロゾル変化がアジアモンスーンに及ぼす影響
○ 都市気候? --過去の気温の確率密度関数の変化、将来の気温の確率密度関数の予測--
(基本的に、全球気候モデル(現在気候なら再解析)をなんらかのダウンスケーリング手法で観測値と比較可能なものにする)

原著論文(査読付き。10編中、First Authorは6編)

(10)Takahashi, H. G. 2010: Seasonal changes in diurnal rainfall cycle over and around the Indochina Peninsula observed by TRMM-PR. Adv. Geosci., 25, 23-28, [abstract], [pdf] (FEB. 16, 2010)

(9)Ma, X., T. Yoshikane, M. Hara, Y. Wakazuki, H. G. Takahashi, and F. Kimura 2010: Hydrological response to future climate change in the Agano River basin, Japan. accepted., (MAR. 03, 2010).

(8) Takahashi, H. G., T. Yoshikane, M. Hara, K. Takata, and T. Yasunari 2010: High-resolution modelling of the potential impact of land-surface conditions on regional climate over Indochina associated with the diurnal precipitation cycle, International Journal of Climatology, doi:10.1002/joc.2119, [abstract], [PDF] (Accepted, JAN. 05, 2010).

(7) Takahashi, H. G.,, H. Fujinami, T. Yasunari and J. Matsumoto 2010: Diurnal rainfall pattern observed by TRMM-PR around the Indochina Peninsula, Journal of Geophysical Research -Atmosphere, in press, Journal of Geophysical Research -Atmosphere, doi:10.1029/2009JD012155, PDF, American Geophysical Union (AGU), (Accepted (NOV. 10, 2009)

(6) Oouchi, K., A. T. Noda, M. Satoh, B. Wang, S.-P. Xie, H. G. Takahashi, and T. Yasunari 2009: Asian summer monsoon simulated by a global cloud-system-resolving model: Diurnal to intra-seasonal variability, Geophys. Res. Lett.,36, L11815, doi:10.1029/2009GL038271[abstract], American Geophysical Union (AGU)

(5) Hara, M., T. Yoshikane, H. G. Takahashi, F. Kimura, A. Noda, and T. Tokioka 2009: Assessment of the Diurnal Cycle of Precipitation over the Maritime Continent Simulated by 20-km Mesh GCM using TRMM PR Data, Journal of the Meteorological Society of Japan, 87A, 413-424. [abstract], The Meteorological Society of Japan

(4) Takahashi, H. G., T. Yoshikane, M. Hara and T. Yasunari 2009: High-resolution regional climate simulations of the long-term decrease in September rainfall over Indochina, Atmospheric Science Letters, DOI: 10.1002/asl.203. [abstract(in thispage)], [abstract], [PDF], Royal Meteorological Society

(3) Takahashi, H. G., and T. Yasunari 2008: Decreasing trend in rainfall over Indochina during the late summer monsoon: Impact of tropical cyclones. Journal of the Meteorological Society of Japan, 86, 429-438. [abstract (in thispage)], [abstract], [pdf], The Meteorological Society of Japan

(2) Takahashi, H. G., and T. Yasunari 2006: A climatological monsoon break in rainfall over Indochina - A singularity in the seasonal march of the Asian summer monsoon -. Journal of Climate, 19, 1545-1556. [abstract (in thispage)], [abstract], American Meteorological Society, [J-GLOBAL ]

(1) Kumagai, T., T. Saitoh, Y. Sato, H. Takahashi, O.J. Manfroi, T. Morooka, K. Kuraji, M. Suzuki, T. Yasunari and H. Komatsu, 2005: Annual water balance and seasonality of evapotranspiration in a Bornean tropical rainforest. Agricultural and Forest Meteorology, 128, 81-92.


研究手法:

○ 観測データ解析(地点観測データ、衛星観測データ、それらを基にしたプロダクト)
例えば、地点観測データ、衛星データ(GMS,TRMMなど)
○ 数値モデルによる解析(主に領域気候モデル)
WRFを使っています。

これまでの履歴

学位論文 名古屋大学(2006年3月)
Climatological study on the seasonal march and interannual variations of the Southeast Asian monsoon
(東南アジアモンスーンの季節進行および経年変動に関する気候学的研究)

学歴
名古屋大学 環境学研究科 (主な活動場所は、地球水循環研究センター (名古屋大学)でした)     博士(理学)
筑波大学 生命環境科学研究科  (主な活動場所は、気候学・気象学分野) 修士(理学)
筑波大学 自然学類 (もうなくなったみたい)
新潟県立新潟江南高等学校 普通科

主な職歴
首都大学東京 都市環境科学研究科 助教 (2009年5月〜現在)
海洋研究開発機構 招聘研究員 (2009年5月〜現在);兼任)
海洋研究開発機構 ポスドク研究員(2007年7月〜2009年4月)
名古屋大学 地球水循環研究センター ポスドク研究員(2006年6月〜2007年6月)

所属学会
日本気象学会(MSJ), (9658)、 American Geophysical Union (AGU)JpGU(日本地球惑星科学連合)

プロジェクト・プログラム関係

現在進行中
MAHASRI (Monsoon Asian Hydro-Atmosphere Scientific Research and Prediction Initiative)
モンスーンアジア水文気候研究計画
Chair:Jun Matsumoto (Tokyo Metropolitan University)
環境省地球環境研究総合推進費 (B-092)

プロジェクト・プログラム関係(終了)
名古屋大学 21世紀COEプログラム「太陽・地球・生命圏相互作用系の変動学(SELIS)」(名古屋大学在学時)
GAME(Global Energy and Water cycle EXperiment (GEWEX) Asian Monsoon Experiment), 得に GAME-Tropics (筑波大学・名古屋大学在学時)
地球環境研究総合推進費(B-061)

論文査読
JMSJ, JC,


研究関連ツールの備忘録


GraDS[homepage] 使 い方は藤波さんのマニュアル(日本語)。
GrADSのデータ形式
基本的に3種類:GrADSバイナリ(ヘッダーのない、ただの4Byteバイナリ)
       GRIB(以前から配布されている、形式) JRA25
       NETCDF(最近の主流)
GrADSでデータを読むためには、CTLファイル、IDXファイルなどが必要な時があります。
それぞれの、CTLが必要かどうかについては、以下の表を参照して下さい。

CTLファイル
IDX(index)
catで追加
ファイルを開くコマンド
GrADSバイナリ
必要
いらない
可能
open ????.ctl
GRIB
必要
必要
可能
open ????.ctl
NETCDF
不要
いらない
不可能
sdfopen ????.nc
研究をするときには、CやFORTRANで計算しやすいように、4BYTEバイナリにすることが多い。
読み込み等がいちいち面倒なので、NETCDFで作業することはあまりない。
GRIBは、とりあえず見てみるという用途で、CTLとIDXを作る程度。

NETCDFから、4BYTEバイナリへの変換。NETCDFをインストールし、展開する方が速いが、説明が面倒なので、GrADSのfwriteでできます。 以下参照。
NETCDF形式のファイル:test.nc(*.ncとして配布される)
$ sdfopen test..nc

ga-> set x 1 144
ga-> set y 1 73
ga-> set fwrite -le test.bin
ga-> set gxout fwrite
ga-> d uwnd
ga-> disable fwrite

set x 1 144               !! 設定しなくてもいいが、通常、0度から360度まで、グルッと一周にセットされているので、変更しないと、データが一つ重複する。
ga-> set y 1 73
ga-> set t 1
ga-> set fwrite -le test.bin  !! -beでbig_endian, -leでlittle_endian
ga-> set gxout fwrite     
ga-> d uwnd
ga-> disable fwrite

GRIBも下を参照し、CTLとIDXファイルを作成後、同様に、fwriteで変換できる。
他のやり方は、早 崎さんのメモ (10年来のお世話になっている)をみてください。



JRA25の使い方。
良く分からないが、どこかからダウンロードしたデータを使ったら、CTLとIDXが間違っていた。

JRA25のCTLファイル(コントロールファイルの作り方)
JRA25は、ほとんどのファイルがGRIB形式で配布されている。
GRIB形式をGrADSで読み込み場合には、CTLファイルとINDEXファイル(インデックスファイル、拡張子は.idx)が必要。

grib2ctlと いう無料ツールで、CTLファイルを作成できる。
grib2ctlはperl で書かれているので、利用するLINUXマシンに、perlがインストールされていることを確認する。普通されていると思うけど。

$ perl grib2ctl.pl -i anl_p.1997010100 > anl_p.1997.ctl

anl_p.1997010100がデータです。
anl_p.1997.ctlというCTLファイルができる。

中身は、こんな感じ。
dset ^anl_p.1997010100
index ^anl_p.1997010100.idx
undef 9.999E+20
title anl_p.1997010100
*  produced by grib2ctl v0.9.12.5p39a
dtype grib 255
options yrev
ydef 145 linear -90.000000 1.25
xdef 288 linear 0.000000 1.250000
tdef 1 linear 00Z01jan1997 1mo
*  z has 23 levels, for prs
zdef 23 levels
1000 925 850 700 600 500 400 300 250 200 150 100 70 50 30 20 10 7 5 3 2 1 0
vars 13
CWATprs 12 76,100,0 ** (profile) Cloud water [kg/m^2]
DEPRprs 8 18,100,0 ** (profile) Dew point depression [K]
DEPR2m  0 18,105,2 ** 2 m above ground Dew point depression [K]
HGTprs 23 7,100,0 ** (profile) Geopotential height [gpm]
PRMSLmsl  0 2,102,0  ** unknown level Pressure reduced to MSL [Pa]
SPFHprs 12 51,100,0 ** (profile) Specific humidity [kg/kg]
SPFH2m  0 51,105,2 ** 2 m above ground Specific humidity [kg/kg]
TMPprs 23 11,100,0 ** (profile) Temp. [K]
TMP2m  0 11,105,2 ** 2 m above ground Temp. [K]
UGRDprs 23 33,100,0 ** (profile) u wind [m/s]
UGRD10m  0 33,105,10 ** 10 m above ground u wind [m/s]
VGRDprs 23 34,100,0 ** (profile) v wind [m/s]
VGRD10m  0 34,105,10 ** 10 m above ground v wind [m/s]
ENDVARS


これの一部を編集する。例えば、1997年1年間のデータを一つのCTLファイルで読み込み
たい場合。

みどりの部分を書き換えた。(データファイルとCTLとIDXが同じディレクトリの場合を想定)

dset ^anl_p.%y4%m2%d2%h2
index ^anl_p.1997.idx
undef 9.999E+20
options template
title anl_p.1997010100
*  produced by grib2ctl v0.9.12.5p39a
dtype grib 255
options yrev
ydef 145 linear -90.000000 1.25
xdef 288 linear 0.000000 1.250000
tdef 1440 linear 00Z01jan1997 6hr
*  z has 23 levels, for prs
zdef 23 levels
1000 925 850 700 600 500 400 300 250 200 150 100 70 50 30 20 10 7 5 3 2 1 0
vars 13
CWATprs 12 76,100,0 ** (profile) Cloud water [kg/m^2]
DEPRprs 8 18,100,0 ** (profile) Dew point depression [K]
DEPR2m  0 18,105,2 ** 2 m above ground Dew point depression [K]
HGTprs 23 7,100,0 ** (profile) Geopotential height [gpm]
PRMSLmsl  0 2,102,0  ** unknown level Pressure reduced to MSL [Pa]
SPFHprs 12 51,100,0 ** (profile) Specific humidity [kg/kg]
SPFH2m  0 51,105,2 ** 2 m above ground Specific humidity [kg/kg]
TMPprs 23 11,100,0 ** (profile) Temp. [K]
TMP2m  0 11,105,2 ** 2 m above ground Temp. [K]
UGRDprs 23 33,100,0 ** (profile) u wind [m/s]
UGRD10m  0 33,105,10 ** 10 m above ground u wind [m/s]
VGRDprs 23 34,100,0 ** (profile) v wind [m/s]
VGRD10m  0 34,105,10 ** 10 m above ground v wind [m/s]
ENDVARS

その後、GrADSに付属しているコマンドを使う。
$ gribmap -i
anl_p.1997.ctl -0

最後の "0" はゼロです。

これで、一年分のデータが使えます。

GrADS, perlがインストールできている、LINUXマシンで行えます。
WINDOWSは知りません。MACも知りません。


GrADS2GMT
GMT2GrADS
っていうツールがあればいいと思っていたが、だいだいどちらも使えるようになった。

TEKITO GMT Script
pshistogram
cat tekito.dat | awk '{print $1}' | pshistogram -JX5/5 -R50/150/0/50 -Ba10NEWS -G0/255/150 -L1 -V -P -Y2 -X1 -W1 -Z1 > test.ps
-W bin width
-Z 0:count[#], 1:frequency[%]
TEKITO LINUX information
epstopdf

Copyright © 2009 Hiroshi Takahashi All Rights Reserved.


論文のアブストラクト


Journal of Climate

Article: pp. 1545–1556

A Climatological Monsoon Break in Rainfall over Indochina—A Singularity in the Seasonal March of the Asian Summer Monsoon

Hiroshi G. Takahashi

Graduate School of Environmental Studies, Nagoya University, Nagoya, Japan

Tetsuzo Yasunari

Hydrospheric Atmospheric Research Center, Nagoya University, Nagoya, Japan

(Manuscript received 21 February 2005, in final form 20 October 2005)

DOI: 10.1175/JCLI3724.1

ABSTRACT

This study investigated the climatological pentad mean annual cycle of rainfall in Thailand and the associated atmospheric circulation fields. The data used included two different data of rainfall: rain gauge data for Thailand from the Thai Meteorological Department and satellite-derived rainfall data from the Climate Prediction Center (CPC) Merged Analysis of Precipitation (CMAP).

Climatological mean pentad values of rainfall taken over 50 yr clearly show a distinct climatological monsoon break (CMB) occurring over Thailand in late June. The occurrence of the CMB coincides with a drastic change of large-scale monsoon circulation in the seasonal march. The CMB is a significant singularity in the seasonal march of the Southeast Asia monsoon, which divides the rainy season into the early monsoon and the later monsoon over the Indochina Peninsula.

A quasi-stationary ridge dynamically induced by the north–south-oriented mountain range in Indochina is likely to cause the CMB. The formation of the strong ridge over the mountain ranges of Indochina is preceded by a sudden enhancement (northward expansion) of the upstream monsoon westerlies along a latitudinal band between 15° and 20°N in late June. The CMB also has an impact downstream. The orographically induced stationary Rossby waves enhance the cyclonic circulation to the lee of Indochina, and over the South China Sea. The enhancement of cyclonic circulation may be responsible for the summer monsoon rains peaking in late June over the South China Sea and the western North Pacific, and in the baiu front.


Journal of the Meteorological Society of Japan
Vol. 86 (2008) , No. 3 pp.429-438


Decreasing Trend in Rainfall over Indochina during the Late Summer Monsoon: Impact of Tropical Cyclones


Hiroshi G. TAKAHASHI1) and Tetsuzo YASUNARI1)2)

1) Frontier Research Center for Global Change (FRCGC), Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), Yokohama

2) Hydrospheric Atmospheric Research Center (HyARC), Nagoya University

(Received May 14, 2007)
(Accepted January 28, 2008)

Abstract

We examined the decreasing trend in rainfall during the late summer monsoon season (September) in Thailand from 1951 to 2000 and associated changes in tropical cyclone (TC) activity. Thailand receives significant rainfall from May to October and experiences two rainy peaks in late May to early June and in September. A previous study reported a decreasing trend in September rainfall in Thailand and, based on a regional climate model, suggested that the trend was associated with local deforestation. However, the long-term trend may also be affected by changes in large-scale circulation. Thus, the purpose of this study was to investigate changes in large-scale circulation associated with the decreasing rainfall trend.
Westward-propagating TCs from the South China Sea and the western North Pacific brought most of the rainfall over Thailand in September. TCs include tropical depressions, tropical storms, severe tropical storms, typhoons, and residual lows. 70% of the rainfall amount in September was estimated to be associated with TCs.
The 50-year time-series of September rainfall over Thailand showed a significant decreasing trend. TC activity defined by 700-hPa relative vorticity, showed a weakening trend over the Indochina Peninsula. TC tracks also suggested the weakening of TC activity over this area. The long-term trend in rainfall during the late summer monsoon season was closely associated with changes in TC activity over the Indochina Peninsula; these changes were likely caused by changes in the major course of TCs. Concurrent with the changes in TC tracks, there was a change in the TC steering current around the Philippines archipelago and Taiwan. This led to the TC activity over the Indochina Peninsula being inactive, probably resulting in the long-term decrease in rainfall over Thailand.


夏季モンスー ン後期のインドシナ半島における降水量の減少傾向と熱帯低気圧活動の変化

高橋洋・安成哲三

Hiroshi G. TAKAHASHI and Tetsuzo YASUNARI:Decreasing Trend in Rainfall over Indochina during the Late Summer Monsoon:Impact of Tropical Cyclones

 本研究では,インドシナ半島のタイの夏季モンスーン後期の9月における降水量の長期的な減少傾向について,熱 帯低気圧活動に着目し,その原因を調べた.タイの降水量の季節進行は,5月下旬から6月上旬に一度目のピークがあり,9月に二度目のピークがある.過去の 研究によって,9月の降水量の減少傾向が指摘され,領域気候モデルを用いて,森林伐採をその原因として提案している.しかしながら,降水量の減少傾向は, 大規模循環場の変化による可能性もある.そこで,本研究では,降水量の減少傾向と関連する大規模循環場の変化を調べた.
 気候学的に,9月のタイの降水は,台風に満たないような弱い熱帯擾乱を含めた,南シナ海から西進してくる熱帯低気圧によってもたらされている.本研究で 定義した熱帯低気圧による降水量の総降水量への寄与は,約7割に達すると見積もられた.
 1951年から2000年までの50年間のタイの9月の降水量は,統計的に有意に減少していることを確認した.また,再解析データの下層の相対渦度で定 義した,熱帯低気圧の活動も,不活発化傾向を示した.さらに,気象庁の台風経路データを解析した結果,再解析データと同様に,インドシナ半島への台風の襲 来数が減少していることがわかった.インドシナ半島周辺での熱帯低気圧活動の変化は,熱帯低気圧の経路の変化による.また,この経路の変化は,フィリピン 及び台湾周辺での熱帯低気圧の指向流の変化と一致していた.以上から,タイの過去50年間の9月の降水量の減少傾向は,インドシナ半島周辺における熱帯低 気圧活動の変化によると考えられる.

天気[要旨]

Atmospheric Science Letters, DOI: 10.1002/asl.203. Royal Meteorological Society

High-resolution regional climate simulations of the long-term decrease in September rainfall over Indochina

Hiroshi G. Takahashi 1 *, Takao Yoshikane 1, Masayuki Hara 1, Tetsuzo Yasunari 1 2

1Frontier Research Center for Global Change (FRCGC), Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), Yokohama, Japan

2Hydrospheric Atmospheric Research Center (HyARC), Nagoya University, Nagoya, Japan

*Correspondence to Hiroshi G. Takahashi, 3173-25 Showamachi, Kanazawa-ku, Yokohama City, Kanagawa 236-0001, Japan.

Funded by:
 Global Environment Research Fund (B-061) of the Ministry of the Environment, Japan.

Keywords
regional climate change • rainfall • tropical cyclone • deforestation • regional climate model

Abstract
We address the long-term decrease in September rainfall over the Indochina Peninsula. Distinct long-term decreases in rainfall along the monsoon trough across the Indochina Peninsula have been observed. We performed long-term simulations and discuss the effects of long-term changes in both the local surface conditions and large-scale circulation. Using a 30-year simulation for September for the period from 1966 to 1995 with land-use conditions fixed at present-day values and neglecting the recorded deforestation, we successfully simulated the observed long-term decrease in rainfall. We therefore conclude that the weakening tropical-cyclone activity over the Indochina Peninsula region is probably responsible for the decrease in rainfall. Copyright © 2008 Royal Meteorological Society

Received: 26 June 2008; Revised: 3 September 2008; Accepted: 30 October 2008

10.1002/asl.203

Diurnal rainfall pattern observed by TRMM-PR around the Indochina Peninsula
H. G. Takahashi,1 H. Fujinami,2 T. Yasunari,1,2 and J. Matsumoto3,4

Abstract.
  This study addressed the diurnal cycle of rainfall during the summer monsoon season (May to September) around the Indochina Peninsula, with a focus on the diurnal cycle’s relationship to terrain. The investigation used 10-year (1998–2007) Tropical Rainfall Measuring Mission Precipitation Radar (TRMM-PR) observations.
  Results revealed that the diurnal variations in rainfall over the Indochina region had three distinct peaks. An early afternoon maximum of rainfall occurred along the mountain ranges and on coastal land. Evening rainfall was observed near the foot of mountain ranges, in a valley, and in a basin-shaped plain; this rainfall weakened before the middle of the night. Heavy rainfall in the early morning was found around the coasts over the eastern Gulf of Thailand and the Bay of Bengal, as well as over the eastern Khorat Plateau. We found that nearly half of the total rainfall occurred in the early morning over these regions, which indicated that early morning rainfall significantly contributes to the climatological rainfall pattern. Note that the regions with early morning heavy rain did not correspond to windward faces of mountains, but to the windward plain or to an offshore area apart from the mountain ranges in the windward direction. Additional examination of rainfall frequency and rainfall intensity showed that this early morning heavy rainfall was composed of frequent or long-lasting rainfall events with a strong intensity.

Journal of Geophysical Research -Atmosphere


High-resolution modelling of the potential impact of land-surface conditions
on regional climate over Indochina associated with the diurnal precipitation cycle


Hiroshi G. Takahashi(1)*, Takao Yoshikane(1), Masayuki Hara(1), Kumiko Takata(1)
and Tetsuzo Yasunari(2)

Abstract
    This study examined the impact of changes in land-surface conditions on regional climate over Indochina using a high-resolution regional climate model. Anthropogenically-induced land-surface changes are ongoing in this part of tropical Southeast Asia. Because a previous study suggested that deforestation in this area affected September precipitation, we chose September as the study period. We performed a control simulation (CTL) driven by reanalysis data combined with current land use and predicted soil-moisture data. The CTL reproduced the spatial distribution of total
precipitation well. In addition, it also simulated a distinct diurnal cycle of precipitation that was previously reported in observational studies. Two sensitivity experiments, assuming wetter and drier land-surface conditions over the Khorat Plateau (northeast Thailand) compared with the current land-surface condition, were conducted and examined the impact of land-surface changes on precipitation. The results indicated that drier land-surface conditions increased precipitation over the disturbed region. A pronounced increase in precipitation was found only during nighttime, which coincided with the peak in the climatological diurnal precipitation cycle. Climatologically, the diurnal peak in precipitation occurs from evening to early morning over the Khorat Plateau.
    Drier conditions intensified the diurnal variation of precipitable water associated with the thermally-induced local circulation responsible for a horizontal gradient of near-surface temperature. The effects of land-use and land-cover changes in the tropics are shown to be strongly related to the diurnal precipitation cycle.

International Journal of Climatology, in press.


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