日本の関東平野に発生する沿岸前線にみられる系統的な数値予報誤差の解析

抄録

　気象庁のメソスケール数値予報モデル（5kmメッシュ）は、寒候期を主に関東平野の沿岸付近に形成される局地前線（いわゆる沿岸前線）を実況より内陸側に予報する傾向がある。本研究では2015-2018年に海からの南寄りの風を伴って発生した沿岸前線に対する統計解析から前線位置の系統的な数値予報誤差を確かめ、その要因を調べるため、典型的な予報誤差を伴った3事例に対し非静力学モデル(JMA-NHM)による数値感度実験（水平解像度、地形、物理スキーム）を行った。その結果、気象庁メソスケールモデルは予報時間が5時間程度より経過すると降水の有無にかかわらず前線位置を一貫して内陸側へシフトさせる系統的誤差が発生することが明らかになった。数値感度実験からは、沿岸前線の系統的予報誤差は主に数値モデルの山岳が実際より低いことに起因することが分かった。解像度を2キロ、1キロにすることで沿岸前線の北西方向への誤差距離は3事例を平均して27%、37％減少した。また、モデル地形にEnvelope Orographyを導入すると、誤差はほぼ解消した。さらに降水の蒸発冷却は前線を海側にシフトさせることも確認された。

　沿岸前線の多くは関東平野北西側の山岳の南東斜面において捕捉された寒気により形成されるものと考える。特に、前線の傾斜角は力学的バランスでおよそ決まる。山の稜線が高くなれば前線は海側にシフトし、冷却により捕捉された寒気が強くなれば、傾斜角が小さくなり海側にシフトする。