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台風域内は、Myers（1954）が提案した経験式を用いてモデル化した。Myersのモデルは、台風域内を同心円状の気圧であると仮定したモデルである。台風域内の気圧分布は、式（2.1）で表される。
P0 ：中心気圧（hPa）
ΔP ： 中心示度の降下量（ΔP=P∞-P0,P∞ ：閉じた等圧線の最も外側の気圧）
r0 ：最大旋衡風速半径（km）
r ： 中心からの距離（km）
地上の摩擦を無視した場合、この気圧分布から得られる傾度風Gは式（2.2）で表される。
f ：コリオリ係数（2ωsinφ）
ρa ：空気密度
ω ：地球時点の角速度
φ ：緯度
式（2.2）で求められた風に、台風の進行速度U0に伴う風の合成を行った。台風の進行に伴って引きずられる周辺空気の速度Uは指数関数的に低減すると仮定すると、式（2.3）で示される。
U0 ：台風の進行速度
c,β ：台風に固有のパラメータ
台風域内の自由大気における風は、式（2.2）で表される傾度風と、式（2.3）で表される台風の移動による風を合成した値になり、以下のように表される。
地表面摩擦を考慮するため、式（2.4）で求められた風を大気境界層上端の風とし、エクマン螺旋の近似解を適用して、下層の風を求める。
（1）台風域外の海上風推算モデルの概要
台風域外は、Caldone（1969）が提案した大気境界層モデルにより求める。Caldoneのモデルは、図2.2に示すように大気を上層から自由大気、エクマン層、地表層で表される大気構造を考え、各々の大気層における物理機構を取り入れ、風の3次元分布を計算する数値演算手法である。各層内の風速は以下の方法で求める。
・自由大気では、風向・風速は天気図の気圧配置から得られる傾度風と仮定する。
・エクマン層内では、レイノルズ応力が高さとともに減少し、渦粘性係数Kmは一定であると仮定する。したがって、風向はコリオリ力の効果により高さと共に変化する。
・地表層内では、レイノルズ応力は一定に保たれ、渦粘性係数Kmは高さと共に線形に変化し、コリオリ力は無視することができると仮定する。したがって、地表層では、風向は変化せず、風速のみが対数則で変化する。
自由大気の高さは1kmとする。地表層の高さはBlackadar（1965）が次元解析から求めた関係を用いて傾度風とコリオリパラメータを用いて以下のように設定する。
B0 ：パラメータ（3.0×10-4：Blackadar（1965））
図2.2 大気構造の模式図
（2）自由大気における風の計算
地衡風Vg(ug,vg)は、地上気圧をPとすると以下で表される。
低気圧や高気圧など等圧線が曲率を持っている場合、気圧傾度力とコリオリ力、遠心力が、以下の関係式で表される。
（＋は低気圧、−は高気圧）
ここで等圧線の曲率半径Rは以下で示される。
（3）エクマン層における風の計算
エクマン層では、風の鉛直分布はエクマンの解で表されるものとした。風速を（U,V）傾度風を（Ug,Vg）とし、
と定義して解を求めると高さhにおけるWの値は以下で表される。
Km ：渦粘性係数
（4）地表層における風の計算
地表層内では、レイノルズ応力は一定に保たれ、渦粘性係数は高さ共に線形に増加し、コリオリの効果は無視できると仮定した。したがって、地表層では高さによる風向の変化はなく、高度Zにおける風速Uzは式（2.14）で示される。
Z0 ：祖度
U* ：摩擦速度
L' ： 安定度長さ
地形の影響は、質量保存則を満足させることを基本原理とするMasconモデル（Mass consistent Model）で評価する。Masconモデルでは、質量保存則である連続の式を満たすように、2.1.1〜2.1.2で求められた風向・風速分布を入力値として、変分法を用いて風の修正を行うモデルである。
質量保存の制約条件のもとで、解析された風速U（u,v,w）と入力風速U0（u0,v0,w0）の差の分散を最小にするような積分関数Eを式（2.15）に示す。
λ ：ラグランジュ乗数
σi ：観測誤差
式（2.15）を最小にするオイラーラグランジュ方程式は、
ni ：i方向の単位法線
式（2.17）〜（2.21）を式（2.15）に代入するとλに関して以下のポアッソン型の微分方程式が得られる。
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