| Project/Area Number |
21H04601
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
山口 悟 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 極端気象災害研究領域雪氷防災研究センター, 上席研究員 (70425510)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 浩一 株式会社雪研スノーイーターズ(研究室), 雪研スノーイーターズ(研究室), 研究室室長 (10180639)
的場 澄人 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (30391163)
大風 翼 東京科学大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (40709739)
西森 拓 明治大学, 研究・知財戦略機構(中野), 特任教授 (50237749)
伊藤 陽一 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 極端気象災害研究領域雪氷防災研究センター, 主任専門研究員 (70400017)
新屋 啓文 新潟大学, 災害・復興科学研究所, 准教授 (80794982)
常松 佳恵 山形大学, 理学部, 准教授 (90722207)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
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| Budget Amount *help |
¥41,860,000 (Direct Cost: ¥32,200,000、Indirect Cost: ¥9,660,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥15,210,000 (Direct Cost: ¥11,700,000、Indirect Cost: ¥3,510,000)
Fiscal Year 2021: ¥14,300,000 (Direct Cost: ¥11,000,000、Indirect Cost: ¥3,300,000)
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| Keywords | 雪崩ハザードマップ / 吹き溜まり / スキー場との共創 / 雪崩運動モデル / 積雪微細構造 / スキー場の安全管理 / 雪崩 / 吹きだまり / スキー場の雪崩安全管理 / 積雪の時空間変動 / 動的ハザードマップ / 積雪再配分 / 不均一性 / 微細構造 / 雪崩予測 / 積雪構造の不均一性 / 確率的ハザードアップ / 積雪構造の時空間変動 / 確率的ハザードマップ / ふきだまり |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では, 今まで雪崩予測で考慮されてこなかった積雪層構造の時空間的非一様性を取り扱える雪崩発生予測モデルを開発し, 雪崩運動モデルと組み合わせることで, 雪崩発生危険性だけではなく発生する雪崩の到達距離までも包括的に予測可能とし, それを基に予測の不確実性に基づく潜在的危険性も考慮した動的雪崩ハザードマップの開発を行う. さらに開発した動的雪崩ハザードマップをスキー場の協力のもと社会実装実験を行い, スキー場を含めた雪崩管理の現場のニーズに即した真に雪崩事故防止に役立つ情報提供が可能なシステムの構築を目指す.
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| Outline of Annual Research Achievements |
風砕や風速変動による積雪構造の時空間的な非一様性のモデル化に関しては，前年度と同様に北海道のニセコモイワスキー場の尾根上で，吹雪時における密度，硬度，雪質，雪温などの積雪断面観測を集中的に実施した．その際に吹きだまりの積雪サンプルを表面から連続的に採取し，X線μCT解析装置を用いることで積雪の微細な3次元構造を非破壊で計測した．さらに吹雪フラックスや雪粒子の粒径分布の時間変動を１秒ごとに計測し，積雪構造の変化との関連について風速のデータとともに詳細な比較検討を実施した．また北海道東部で低気圧が急速に発達し吹雪が発生したイベントを対象にメソ気象解析を行い、60km四方の範囲を300ｍの解像度で視程の面的予測を行った．
積雪構造の時空間的な非一様性をフィールドで簡易に測定できる装置（小型マルチデジタルスノーゾンデ）の開発に関しては，先端に圧力センサを搭載し，積雪に鉛直に差し込むことで積雪硬度の鉛直プロファイルを測定可能なスノーゾンデを製作し，このスノーゾンデを用いて吹雪時に一定時間毎に複数箇所の積雪硬度を測定することで，吹きだまりの微細構造の時空間的変動を求めた．
予測誤差を考慮した情報発信技術の開発では，2025年1月30日にニセコアンヌプリの水野の沢において，スキーパトロールの協力のもと人工爆破による雪崩実験を実施し、地震動とインフラサウンド，雪崩時の粒子の挙動，雪崩発生中の雪面形状の変化を測定した．それらの取得データは雪崩運動モデルの高度化に今後利用する予定である．
システムの実用化にむけたスキー場の協力を得た社会実装実験に関しては，昨年度に引き続き，実測データやモデルの計算結果（面的な風速分布，吹き溜まり量の分布）を閲覧可能なwebを一冬季通して運用し，それらの情報をスキー場関係者に提供するとともに，計算結果の妥当性等に関するフィードバックをもらった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
風砕や風速変動による積雪構造の時空間的な非一様性のモデル化に関しては，昨年に引き続き詳細な野外観測を実施した結果，現在開発を進めているモデルの改良や検証に使うデータが所得でき，モデルの妥当性が確認できた. また吹雪時の積雪の微細構造解析のためのサンプルの所得・解析も実施でき，吹雪の前後で積雪の微細構造が異なることがわかった．積雪構造の時空間的な非一様性をフィールドで簡易に測定できる装置の開発に関しては，開発した装置を用いて吹雪時に一定時間毎に複数箇所の積雪硬度を測定することで，吹きだまりの微細構造の時空間的変動を求めることができた．予測誤差を考慮した情報発信技術の開発に関しては，本研究で使用する多項式カオス求積法（PCQ）を用いて動的な確率論的ハザードマップ作成に着手した．また人工雪崩実験をスキー場の協力のため実施でき， 雪崩運動モデルの改良のためのデータを取得することができた．システムの実用化にむけたスキー場の協力を得た社会実装実験では，構築したシステムを通じて我々の生み出す情報をスキー場関係者に公開し，実際に現場で我々の情報を見てもらうとともに，精度や使い勝手に関してフィードバックをもらった．その結果を元に，来年度以降システムの改良を進める予定である．このように全体としては計画通り進んでいると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
R7年度は最終年度であるので，4つのサブテーマで得られた結果を統合していくことを目指す．具体的には，風砕や風速変動による積雪構造の時空間的な非一様性のモデル化で進めてきた詳細な風況場と積雪微細構造の関係と積雪再配分モデルとの融合を進める．さらに融合したモデルの計算結果を入力データして，雪崩運動モデルを計算することで動的雪崩ハザードマップの作成手法を確立する．なおその際には，予測誤差を考慮した情報発信技術として開発したPCQ法を活用する．それらを通じて生み出される情報を，スキー場の協力を得た社会実装実験で構築したシステムを通じて，スキー場関係者に見てもらうととともに提供した情報の活用方法に関して，引き続き意見交換を引き続き実施することで，システム全体の社会実装に向けた要件を最終決定する予定である.
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