山地および都市の局地豪雨の生起特性解析と予知

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555160
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 池淵 周一 京都大学, 防災研究所, 教授 (20026181)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大石 哲 京都大学, 防災研究所, 助手 (30252521) ; 大手 信人 京都大学, 農学研究科, 講師 (10233199) ; 中北 英一 京都大学, 防災研究所, 助教授 (70183506) ; 光田 寧 京都大学, 防災研究所, 教授 (90027219)
• Keywords: 局地豪雨 / 短時間降雨予測 / 雲物理モデル / 非静力数値モデル / 陸面水文過程 / 水文素過程 / 地形 / 都市化

Research Abstract

急峻な山岳地において頻繁に生起するレーダー等でもモニタリングできない局地降雨および都市の熱・水環境により生起された局地的集中豪雨について生起条件を抽出し豪雨生起後の降雨の時・空間分布特性を導くことによって,都市の豪雨水害に対して実時間での降雨予測手法を都市水害に対する防災システムの一つとして開発する事を目指し,3年計画の研究の初年度として以下のことを行った.まず,詳細な積雲の微物理過程を考慮して積雲モデルに地形情報を導入した.すなわち,詳細な積雲の微物理過程を考慮して2次元積雲数値計算モデルに地形情報を取り込むことに成功した.具体的には基礎式の力学部分にテンソル解析を用いた座標変換を用い,FFTを用いたポアソン方程式の解法を応用して座標変換後の気圧の式を解く方法を開発した.それらに,具体的な地形情報を導入した計算および研究目的にふさわしい仮想的な地形を導入した計算を行い.妥当な計算結果を得ることが確かめられると同時に,観測などでは詳細につかむことができない気象変数の分布まで解くことでレーダーなどのリモートセンシングによる降雨観測の精度向上の期待が高まった.2)次に仮想的な地形で地形の標高や水平スケールが局地豪雨を生起するような積雲に及ぼす影響を調査した.そこでは,風のシアがない場合の計算結果を解析することで,雲底高度と標高の関係を得,風のシアが有る場合の計算結果を解析することで,雲底高度と標高,一般風速と大気の気温プロファイル,風のシアと積雲の発達時間および積雲が移流する時間の関係を得ることができた.3)さらに計算で得られた関係を実際に観測するため,および数値モデルに地表面過程を取り込むために都市域および山地における地表面の熱・水環境,豪雨の時・空間分布および豪雨時の気象変数の鉛直プロファイルの現地観測を行った.観測例は1年で多数得られるものではないので,数値計算による解析結果の議論と観測結果を議論を通して,効果的な観測を行うための方針を得た.研究の遂行において1),2)を行う際の計算速度や画像処理能力の向上のためにEWS用の拡張デバイスが用いられ,3)のために各種観測備品が用いられた.

Research Products

• [Publications] 矢島啓: "短時間降雨の可能最大降水量(PMP)推定手法に関する基礎的研究" 京都大学防災研究所年報. 第38号 B-II. 297-315 (1995)
• [Publications] 矢島啓: "PMP推定のための豪雨ポテンシャルの地域評価" 土木学会水工学論文集. 第40巻. 285-290 (1996)
• [Publications] S. K. Makhanu: "Towafd Modeling Sediment Yield and Transport in Tropical Arid & Semi-Arid Lands(ASAL)" 土木学会水工学論文集. 第40巻. 881-886 (1996)
• [Publications] Y. Mitsuta: "Estimation of Annual Evaporation from the Linze Deseart During HEIFE" Journal of Meteorological Society Japan. Vol. 73. 967-974 (1995)
• [Publications] J. Wang: "The Scaling-up of Processes in the Heterogeneous Landscape of HEIFE with the Arid of Satellite Remote Sensing" Journal of Meteorological Society Japan. Vol. 73. 1235-1244 (1995)
• [Publications] T. Maitani: "Measurements of Turbulent Fluxes and Model Simulation of Micrometeorology in a Wheat Field at Zhangye Oasis" Journal of Meteorological Society Japan. Vol. 73. 959-965 (1995)
• [Publications] E. Nakakita: "Utilization of Vertical Profile of DSD Into Building Up an Algorithm for Estimating Ground Rainfall Amount Using Radar" Proc. III International Symp. on Hydrological Applications of Weather Radars. 375-384 (1995)
• [Publications] 中川勝広: "降雨の3次元構造を考慮したレーダー雨量推定手法の構築" 土木学会水工学論文集. 第40巻. 297-302 (1996)
• [Publications] 中北英一: "3次元レーダーおよびGPVデータを用いた短時間降雨予測手法" 土木学会水工学論文集. 第40巻. 303-308 (1996)
• [Publications] 大手信人: "砂漠が緑になると井戸水はふえるか?" 森林科学. No. 14. 11-17 (1995)
• [Publications] Nobuhirto Ohte: "Bio-geochemical influences on the determination of water chemistry in a temperate forest basin: factors determining the pH value" Water Resources Research. 31. 2823-2834 (1995)
• [Publications] Nobuhito Ohte: "Multi-dimensional parameter estimation of the integrated Alpine Hydro-Chemical model using Monte-Carlo simulation" LAHS Publication. 228. 175-183 (1995)
• [Publications] 大石 哲: "定性推論を用いた寒冷前線帯の降雨予測に関する研究" 水文・水資源学会研究発表会要旨集. 270-271 (1995)
• [Publications] 木谷 有吾: "定性推論を用いた寒冷前線帯の局地降雨予測に関する研究" 水資源システムの高度利用化に関するシンポジウム論文集. 23-30 (1995)
• [Publications] 大石 哲: "山岳地形を導入した積雲対流モデルの開発" 土木学会年次学術講演会概要集. 2-A. 255-260 (1995)