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Understanding of the genesis of guerrilla rainstorms using urbarn-meteorological LES model and its prediction under climate change

Research Project

Project/Area Number 20H02258
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 22040:Hydroengineering-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Yamaguchi Kosei  京都大学, 防災研究所, 准教授 (90551383)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 相馬 一義  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (40452320)
梶川 義幸  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 上級研究員 (20572431)
小川 まり子  京都大学, 東南アジア地域研究研究所, 助教 (00785719)
岩井 宏徳  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 主任研究員 (10359028)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywordsゲリラ豪雨 / LES / 渦管 / 気候変動 / ヒートアイランド
Outline of Research at the Start

ゲリラ豪雨の種(発生のきっかけ)のメカニズムを解明することを目的として、積乱雲内の気流の渦および雲粒子の挙動に着目した集中観測を神戸市で実施し、空間解像度数10mの都市気象LES(Large-Eddy-Simulation)モデルを高精度化することで、ゲリラ豪雨の種のキーメカニズムと考える渦糸・渦管の挙動が積乱雲の生成・発達とどのような因果関係にあるのかを探究するとともに、気候変動下の将来におけるゲリラ豪雨災害の様相を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

This study focuses on thermal, which triggers the formation of single cumulonimbus that cause guerrilla-heavy rainfall. The objectives of this study are to quantitatively investigate on the dominant factors and mechanisms of thermal generation and development, and to evaluate the effects of climate change on thermal itself. First, we focused our analysis on the generation of thermal. As a result, it was also found that thermal tends to occur behind high mountains and in densely built areas. Next, we focus on how the thermal develops. Then it was quantitatively clarified that the vertical wind speed and size of the thermal that produces clouds are larger than those of the thermal that does not produce clouds. This is due to the fact that a large amount of warm air is retained near the ground surface and that the thermal changes the local environmental field. Futhermore it was confirmed that under the future climate, the number of thermal and cloud formations would decrease slightly.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

LESモデルが次世代の気象モデルの基礎となることは確実視されており、都市効果を詳細に表現し、かつ、水蒸気や雲物理を計算できる“湿潤LES”の構築は、気象関連分野において疑うことなくパラダイムシフトとなる。ゲリラ豪雨の種のメカニズムを解明することは科学的知見としての貢献はもちろんのこと、5~10年後の“現業観測システムのひな形”としてその現象を監視することができるようになり、リアルタイム防災の意味で極めて有益である。また、気候変動下における豪雨の将来変化を提示することは豪雨の将来変化に適応した水災害対策ハードウェアの整備だけでなく、豪雨そのものを起こしにくい街づくり手法の提案が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (62 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (24 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 14 results) Presentation (37 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 9 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 山岳波がもたらす温位変動に着目したLESによる線状対流系の勃発メカニズムの解明2022

    • Author(s)
      山口弘誠, 河谷能幸, 中北英一
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      Volume: 78

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    • Author(s)
      大野哲之, 山口弘誠, 中北英一
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      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 78

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      Fauziana Ahmad, Kosei Yamaguchi, Eiichi Nakakita
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      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)

      Volume: 78

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    • Author(s)
      KIM Hwayeon, 前川智寧, 中北英一
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 78

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    • Author(s)
      山口弘誠・河谷能幸・中北英一
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      Volume: 65B Pages: 157-172

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    • Author(s)
      大野哲之・山口弘誠・中北英一
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      京都大学防災研究所年報

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      Intelligence, Informatics and Infrastructure

      Volume: 3 Issue: J2 Pages: 339-345

    • DOI

      10.11532/jsceiii.3.J2_339

    • ISSN
      2435-9262
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      土木学会論文集B1(水工学)

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      130008160005

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      大野哲之, 山口弘誠, 中北英一
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      土木学会論文集B1(水工学)

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      130008160082

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      京都大学防災研究所年報

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      10.2151/sola.2021-010

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      130008024423

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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 地デジ放送波とGNSSを用いた積乱雲における大気中層水蒸気が降水増幅に与える影響解析2021

    • Author(s)
      村瀬 公崇、山口 弘誠、中北 英一、花土 弘、川村 誠治
    • Organizer
      令和3年度土木学会全国大会
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  • [Presentation] 発達期の積乱雲における熱力学的効果を考慮した渦度場のスケール解析2021

    • Author(s)
      大野 哲之、山口 弘誠、中北 英一
    • Organizer
      令和3年度土木学会全国大会
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  • [Presentation] 集中豪雨発生の早期探知に向けた熱力学的効果を伴う渦度場のスケール解析2021

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      大野 哲之、山口 弘誠、中北 英一
    • Organizer
      第66回水工学講演会
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  • [Presentation] 積乱雲周辺の対流圏中層水蒸気が降雨強化へ及ぼす影響と指標化2021

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      山口 弘誠、村瀬 公崇、中北 英一
    • Organizer
      第66回水工学講演会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] CONVECTIVE INITIATION CHARACTERISTICS BY DOPPLER LIDAR OBSERVATION DURING KA-BAND RADAR FIRST ECHO : A CASE STUDY2021

    • Author(s)
      Ginaldi Ari Nugroho, Kosei Yamaguchi, Hironori Iwai, Tadayasu Ohigashi, Taro Shinoda, Kazuhisa Tsuboki, Eiichi Nakakita
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a Detailed Land Surface State Estimation Method for Weather Prediction2021

    • Author(s)
      Yuuki Myo, Kazuyoshi Souma, Hiroshi Ishidaira, Jun Magome, Kosei Yamaguchi, Kenji Tanaka
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      18th Annual Meeting of the Asia Oceania Geosciences Society (AOGS 2021)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] スマトラ東部沿岸地域における X バンド気象レーダー観測 -降雨日周期 の統計的分析-2021

    • Author(s)
      小川まり子, 山中大学, 甲山治ほか
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      第15回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
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  • [Presentation] Study on diurnal variation of rainfall observed by X-band polarimetric radar in peatlands over Bengkalis Island, eastern Sumatra, Indonesia2021

    • Author(s)
      Ogawa, M., M. D. Yamanaka, A. Awaluddin, O. Kozan, et al.
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      LAPAN-Kyoto University International Symposium for Equatorial Atmosphere and The 6th Asia Research Node Symposium on Humanosphere Science
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Collaboration of CPM, LES, and observation in high-resolution2020

    • Author(s)
      Kosei Yamaguchi
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      International Workshop on Convection-Permitting Modeling for Climate Research
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ダム操作の高度化へ向けたアンサンブル予測情報の活用方法2020

    • Author(s)
      山口弘誠
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      京都大学防災研究所特定研究集会「降雨予測情報を用いたダムの多面的な操作の高度化」
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    • Invited
  • [Presentation] 都市気象LESモデルを用いた豪雨の種となる熱的上昇流と渦管の組織化の解明2020

    • Author(s)
      千賀幹太, 山口弘誠, 中北英一
    • Organizer
      令和2年度土木学会全国大会 第75回年次学術講演会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 気象予測への活用に向けた詳細な地表面状態量予測手法の構築に関する検討2020

    • Author(s)
      名生有希
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2020年大会
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    • Author(s)
      小川まり子・山中大学・Awaluddin・Arief Darmawan・Albertus Sulaiman・甲山治
    • Organizer
      第14回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム(第428回生存圏シンポジウム)
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      2020 Annual Research Report
  • [Book] Springer Proceedings Phys2023

    • Author(s)
      Ogawa, M., M. D. Yamanaka, A. Awaluddin, A. Darmawan, A. Sulaiman, R. Sulistyowati, I. D. G. A. Putra, and O. Kozan
    • Publisher
      Equatorial Atmospheric Science and Environment and Humanosphere Science, Chapter 3
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      2022 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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