| Project/Area Number |
23K11403
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
万田 敦昌 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (00343343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Zhao Ning (趙寧) 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(大気海洋相互作用研究センター), 研究員 (10823130)
茂木 耕作 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(大気海洋相互作用研究センター), 副主任研究員 (70421881)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 豪雨 / 水蒸気輸送 / 蒸発量 / 集中豪雨 / 海面水温 / 蒸発 / 気候変化 / 梅雨前線帯 |
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| Outline of Research at the Start |
九州地方は近年毎年のように豪雨に見舞われ, その原因究明が急務となっている。九州における極端に強い対流に伴う豪雨において, 熱帯から流入する水蒸気量の増加よりも日本近海の昇温に伴う蒸発の強化の方が重要となる場合があることが示唆されている。海面からの蒸発量は海面水温に強く規定されることを踏まえ, 本研究では, ① 海水温変化が蒸発量の長期変化傾向に及ぼす影響, ②蒸発量の変化が水蒸気輸送に及ぼす影響, ③ 水蒸気輸送の変化が降水システムに及ぼす影響， ④ 将来変化の評価の4つのテーマを調査することで「近年急速に温暖化している日本近海が九州地方の豪雨に及ぼす影響の解明」という目的を達成する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度実施した2021年8月中旬に九州地方で発生した大雨に関するシミュレーション結果の解析をさらに進め、大雨発生時の海面水温偏差は以下の3つの過程を通して降水強化に寄与したことを明らかにした (Manda et al. 2025)。東シナ海北部の暖水偏差上における蒸発量の増加に伴う凝結加熱の強化によって、梅雨前線低気圧が強化された。この低気圧の強化によって九州に流入する水蒸気輸送が強化され、降水量の増加につながった。さらに、暖水偏差と冷水偏差が東西方向に対となった海域で東西方向の気圧傾度が強化され、これに伴う海面付近の地衡風の南北成分が強化されることにより、水平風の垂直シアーが強化され、対流雲の組織化と維持に寄与した。最後に、フィリピン海北部の海面水温偏差は、降水域に入る空気塊の静的安定性に影響を与えたことが明らかとなった。降水域の南方の冷水偏差を通過することによって、降水域に流入する空気塊の静的不安定性が強化されていた。この一見直感に反する結果は、大気境界層の安定性と空気塊の高度によって説明できることを明らかにした。冷水偏差上で不安定性が弱い大気境界層内を空気塊が通過することによって、空気塊は海面付近の低い高度を北上することとなり、その結果海面からの熱フラックスの影響を受けやすくい状態となる。これによって，降水域に流入する空気塊の不安定性が大きくなることを明らかにした。以上の結果は、特定の対流システムやシミュレーションに用いる境界層スキームに依存しないことも明らかにした。本年度の解析よって，一部の海域が冷水偏差であっても，東シナ海北部の暖水偏差が降水域周辺の持ち上げを強化できれば，降水強化に結び付く可能性が示された。
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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
衛星観測データを用いて蒸発量の長期変化傾向の解析を実施した。さらに2種類の大気再解析データに関しても同様の解析を実施し，蒸発量変化の要因分析も完了した。令和４年6月19日に九州沿岸で発生した大雨事例について後方流跡線解析を行い，大雨発生時の水蒸気の起源について明らかにすることができた。この際行った水蒸気輸送過程の解析では独自に数値シミュレーションを行わず，現地観測結果を同化した客観解析データを使用した点のみ研究計画と異なるが，このことによってむしろ解析に使用したデータの信頼性は向上した。この事例においては，降水域に流入する海面付近の暖湿気塊は主に台湾の南東海域で水蒸気を得ていることが明らかとなった。海面水温変化が令和3年8月に発生した大雨に及ぼす影響を調べる数値シミュレーションを実施し，水温上昇が梅雨期に特徴的なメソ低気圧などの気象擾乱を介して降水を強化する過程を詳細に調べた。
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| Strategy for Future Research Activity |
衛星による海面水温観測の現業運用が始まった1980年以降で顕著な降水量を記録した事例を選択し, 分担者と共同で各事例について領域気象モデルを用いた豪雨発生時の水循環のシミュレーションを行う。このシミュレーション結果に関して水収支解析を行うことで,豪雨発生時の水循環を調査する。シミュレーションにおける降水量の再現性が良好な事例を抽出し，降水・蒸発過程を考慮した後方流跡線解析を行い, 豪雨の原因となった水蒸気の起源を明らかにする。また，水蒸気の輸送経路と気象擾乱の関係を調査する。さらに，日本周辺の各海域における蒸発が大気境界層の水蒸気変化に及ぼす寄与率を算出し，各海域における重要性を評価する。
領域気象モデルによる豪雨のシミュレーションを行い, 水蒸気分布の時空間変化が豪雨をもたらす降水システムに及ぼす影響を明らかにする。雲・降水分布，気温・気圧・風速場の時空間分布の変化を明らかにするとともに, 静的エネルギー収支解析, 水蒸気収支解析, 後方流跡線解析を行うことで, 水蒸気分布の変化にともなう降水量や降水システムの変化とその要因を解明する。
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