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アンサンブル予報

 数値予報結果の誤差の原因は大きく2つに分けられ、ひとつは初期値に含まれる誤差が拡大すること、もうひとつは数値予報モデルが完全ではないことです。
 数値予報では、わずかに異なる2つの初期値から予報した2つの予報結果は、初めのうち互いによく似ていますが、その差は時間の経過とともに拡大します。これは、大気の運動にある特徴的な性質「初期値の小さな差が将来大きく増大する」というカオス(混沌)的な振る舞いのひとつです。実際の数値予報では、観測データの誤差や解析手法の限界から、初期値に含まれる誤差をゼロにすることはできず、時間とともに誤差が拡大することを避けることはできません。
 また、数値予報では、計算機の性能の限界により、ある大きさの格子を用いた近似式で気温や風等の予測計算を行います。このように近似式を使っていることからも、予報結果に誤差が生じます。
 このような誤差の拡大を事前に把握するため、「アンサンブル(集団)予報」という数値予報の手法を利用しています。この手法では、ある時刻に少しずつ異なる初期値を多数用意するなどして多数の予報を行い、その平均やばらつきの程度といった統計的な性質を利用して最も起こりやすい現象を予報するものです。
 現在は、5日先までの台風予報、1週間先までの天気予報、それより長期の天候予測にアンサンブル予報を利用しています。
 下図は、アンサンブル予報から得られた台風進路の5日予報の例です。初期状態のわずかな違いで、時間とともに台風の進路が広がっていくことが示されています。平均すると5日後には沖縄・奄美地方に接近する予報(青色の線)ですが、先島地方から関東地方にかけての広い範囲にそれぞれ接近する可能性があることも示しており、台風の予報進路と予報円の大きさを決める際に考慮されます。

台風進路のアンサンブル予報

台風進路のアンサンブル予報の例、2013年10月19日03時を初期値とした台風第27号の5日予報
個々のアンサンブルメンバーの予報進路(オレンジ色の線)とそれらを平均した予報進路(青色の線)

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