ナウキャスティング（気象学）

ナウキャスティングとは、世界気象機関によれば最長2時間、この分野の他の研究者によれば最長6時間の非常に短期間のメソスケールの天気予報である。 ^{[1] [2]この予報は、}気団の起こりうる変化を考慮した技術を使用して、リモートセンシングによって得られたものを含む既知の気象パラメータを時間的に外挿したものである。したがって、このタイプの予報には、より長い予報期間にわたって実行される 数値気象予報(NWP) モデルでは解決できない詳細が含まれる。

気象学におけるナウキャスティングでは、地上気象観測所のデータ、風プロファイラーのデータ、および利用可能なその他の気象データを使用して、現在の気象状況を初期化し、0 ～ 6 時間の外挿によって予報します。この時間範囲では、個々の嵐などの小さな特徴をかなりの精度で予報できます。雲の覆いを示す気象レーダーエコーと衛星データは、非常に詳細であり、気象の個々の特徴のサイズ、形状、強度、速度、および移動方向を継続的に検出し、地上気象観測所よりもはるかに優れた解像度を持つため、ナウキャスティングで特に重要です。^[3]

これはかつて、予報士が数時間後に予測する単純な外挿法でした。^{[3]しかし、メソスケール数値気象モデルの開発により、これらの情報を}エキスパートシステムに取り込むことで、数値気象予測と通常は事前に知ることができない局所的な影響を組み合わせた、はるかに優れた予報を作成できるようになりました。公的および民間のさまざまな研究グループが、このようなプログラムを開発してきました。

例えば、フランスの気象庁Météo-Franceは、降水域を細かく推定するためにASPICというソフトウェアを使用しています。 ^[4]その他の例としては、UCARが雷雨の短期的な動きと進化を予測するために開発したAutoNowcaster ^[5]、理化学研究所計算科学研究機構の実験技術である3Dナウキャスティング^{[6] 、} Tomorrow.io （旧ClimaCell）などの民間企業が独自のHyperCastソフトウェアを使用して、300〜500メートルの地理空間解像度で降水の種類と強度をナウキャスティングしています^[7]

発達や消失などのデータ外挿は、移動する気象システムの推定位置を見つけるために使用できます。特定の雲または雲群からの降雨量を推定できるため、洪水や河川の増水などが予想されるかどうかの非常に良い指標が得られます。建物が建っているエリア、排水、および土地利用全般に応じて、予報警報が発令されることがあります。

ナウキャスティングは、公共の安全、除雪のような天候に敏感な作業、ターミナルと航路の両方の環境での航空天気予報、海洋安全、水と電力の管理、沖合石油掘削、建設業界、レジャー産業に使用されています。ナウキャスティングの強みは、場所に特化した嵐の発生、成長、移動、消散の予報を提供することで、特定の場所にいる人々が特定の気象イベントに備えることを可能にすることです。^[3]

ナウキャスティングは、サハラ以南のアフリカなどの砂漠地帯では非常に大きな価値があると認識されています。砂漠地帯では、急速に変化する気象条件が人口や経済活動に劇的な影響を及ぼす可能性がありますが、早期警報によってその影響を緩和することができます。^[8]

短期予報は天気予報そのものと同じくらい古い歴史を持っています。19 世紀、最初の近代気象学者は、低気圧や高気圧の動きを地表地図上で予測するために外挿法を使用していました。その後、研究者は流体力学の法則を大気に適用し、今日知られている NWP を開発しました。しかし、気象学の原始方程式のデータ解像度とパラメータ化では、時間と空間の小規模な予測について依然として不確実性が残っています。

レーダーや衛星などのリモートセンシング手段の登場と、コンピュータの急速な発展は、そのギャップを埋めるのに大いに役立っています。たとえば、1980年代後半以降、デジタルレーダーシステムによって雷雨の追跡が可能になり、ユーザーは追跡した各嵐の詳細な情報を取得できるようになりました。雷雨は、まず、水平方向の組織化の兆候や垂直方向の連続性など、システムに事前にプログラムされた一連の特性と降水量の生データを照合することによって識別されます。^[9]雷雨セルが識別されると、速度、移動距離、方向、到着推定時刻（ETA）がすべて追跡され、後で使用するために記録されます。

2017年には、無線ネットワークなどの受動的なセンシング手段の登場により、ナウキャスティングがさらに進歩しました。1分ごとに入力を受け取り、短期予測の精度を高めることが可能になりました。

前述のように、いくつかの国が予報プログラムを開発しています。世界気象機関（WMO）はこれらの取り組みを支援しており、さまざまな機会にこのようなシステムのテストキャンペーンを実施しました。^[10]たとえば、シドニーと北京のオリンピックでは、いくつかの国がオリンピックをサポートするためにソフトウェアを使用するよう招待されました。^{[11] [12] [13]}

このテーマを扱った科学会議はいくつかある。2009年にはWMOがナウキャスティングに関するシンポジウムを開催した。^[14]

• Germann, Urs; Zawadzki, Isztar (2002 年 12 月)。「大陸レーダー画像からの降水量予測可能性のスケール依存性。パート I: 方法論の説明」。Monthly Weather Review。130 ( 12): 2859–2873。doi : 10.1175/1520-0493(2002)130<2859:SDOTPO>2.0.CO; 2。
• Kilambi, Alamelu; Zawadzki, Isztar (2005)。MAPLE降水量ナウキャストとNWP降水量予報に基づくアンサンブルの評価（ポスターセッション3R：レーダーデータを使用したナウキャストと暴風雨気候学）（PDF）。第32回レーダー気象学会議。アメリカ気象学会。 2016年5月9日閲覧。

• 外挿
• コンピュータシミュレーション
• 天気予報ロック、面白い天気予報

• 「ソルキャストの風と雲の予報がSAグリッドのバランスをとるのを助ける」 ARENA . 2020年12月5日閲覧。
• 「対流気象と予測」NASA。2009年1月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年5月9日閲覧。
• 「MAPLE Nowcasting」。JSマーシャルレーダー観測所（モントリオール）。2016年5月9日閲覧。