| Project/Area Number |
23KJ0037
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
近藤 誠 北海道大学, 理学院, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2024: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 雷 / ダウンバースト / 気象雷モデル / 雲微物理 |
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| Outline of Research at the Start |
竜巻やダウンバーストといった突風現象の発生に先行して雷活動が激化するLightning Jump(LJ)が報告されているが、雷に重要な雪と霰の帯電過程と輸送の観測は困難であり、雷と突風の間の物理過程の直接的な解明はなされていない。そこで本研究では、雷を直接計算できる気象雷モデルを用いてLJの物理過程を解明することを目的とする。さらに気象雷モデルに新たに「対地・雲内放電を考慮した放電計算」を実装することで雲内の電荷分布と放電過程を踏まえたLJの時間発展の詳細な解明を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主題の突風に先行する雷活動の激化(ライトニングジャンプ)の発生メカニズムをマルチセル型積乱雲でのダウンバーストに対するライトニングジャンプに着目して検討を行った。
ダウンバースト事例の初期値を用いて気象雷モデルによる数値実験を行い、ダウンバーストと、それに先行する雷活動の激化が再現できた。このライトニングジャンプの発生メカニズムを1．雲微物理過程と2．対流過程の2点から検討した。
1．については、ダウンバーストの要因となる重い霰の生成に適した環境と、雷の要因となる霰と雪の衝突による電荷分離に適した環境が異なっていることを示し、この環境の遷移がダウンバーストとそれに先行するライトニングジャンプの発生に重要であることを明らかにした。2．については、1．で示したダウンバーストと雷の発生に適したそれぞれの環境の形成要因を対流環境から検討した。風の循環に着目した解析の結果、対流が傾いている場合は重い霰の生成に適さず、電荷分離に適した環境が形成されており、対流が直立している場合は重い霰の生成に適し、電荷分離に適さない環境が形成されていたことを明らかにした。
この1．と2．の解析によってマルチセル型におけるダウンバーストに先行するライトニングジャンプの発生メカニズムを説明することを可能とした。この研究成果は観測のみでは議論が困難だったライトニングジャンプの発生メカニズムを気象雷モデルを用いることで初めて可能したものであり、この成果に関して2件の国際学会、3件の国内学会での発表を行った。この内、国際学会1件で学生優秀発表賞を受賞し、国内学会1件において招待講演として発表を行った。また、現在この成果は英語投稿論文として投稿寸前の状況となっている。この成果を発展させるため、孤立積乱雲におけるライトニングジャンプの発生メカニズムの検討も開始している。
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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
当初の計画通り、気象雷モデルを用いてダウンバーストとそれに先行する雷活動の激化のシミュレーションを成功させ、発生メカニズムの検討を行うことができた。また、得られた結果は、英語論文にまとめ、現在直前となっており、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も当初の計画通り、突風に先行する雷活動の激化の発生メカニズムを他の特性を持つ積乱雲でも検討する。そして、包括的な突風の発生と雷の発生の関係から、突風に先行する雷活動の激化の発生条件を明らかにする。また、気象雷モデルの放電過程の影響も数値計算コードの追加により検討を行う。
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