2015 Fiscal Year Annual Research Report
ストームジェネシスを捉えるための先端フィールド観測と豪雨災害軽減に向けた総合研究
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15H05765
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中北 英一 京都大学, 防災研究所, 教授 (70183506)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坪木 和久 名古屋大学, 地球水循環研究センター, 教授 (90222140)
鈴木 賢士 山口大学, 農学部, 准教授 (30304497)
大石 哲 神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (30252521)
中川 勝広 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波計測研究所センシングシステム研究室, 主任研究員 (80359009)
橋口 浩之 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (90293943)
牛尾 知雄 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50332961)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | ゲリラ豪雨 / 降水予測 / ストームジェネシス / ヒートアイランド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．予備観測の実施とメカニズムの解明
一連の、サーマル～雲形成～積乱雲の生成(タマゴ・渦形成)～発達過程を捉えることを目標とするマルチセンサー観測に関して、以下の予備観測を実施した。フェーズドアレイレーダは大阪・神戸・沖縄で観測し、較正実験も行った。ライダは神戸・沖縄で観測した。GNSS水蒸気観測では、原位置で天頂大気遅延量を算出する方法を適用した。地デジ水蒸気については神戸で水蒸気遅延観測を開始した。神戸での陸面観測は街区スケールでの水・熱収支及び建物表面温度観測を開始した。関連して、偏波レーダとビデオゾンデを用いた霰粒子の粒径分布と体積量の推定手法を開発し、形状パラメータが2以下のときに推定精度が高いことを示した。平成28年度観測に向けて、Ka帯雲レーダを沖縄瀬底島に設置し、神戸に新導入する境界層レーダの設置候補地を選定した。一方、沖縄でのビデオゾンデ観測では、移動観測によって雨雲を捉える観測手法（ストームチェイス）を確立するため、車載のシステム化を行った。新しい雲粒子センサのテスト観測も実施した。
２．モデル開発
サーマルの発生・発達～積雲の発生過程のモデル開発に関しては、LES大気モデルに雲物理モデルおよび人工排熱を考慮できるモデルを導入した。すなわち、神戸におけるサーマルによる積雲生成実験を行い、積乱雲の発達過程におけるモデル開発に関しては、京都の線上降水帯事例を解析し、偏波レーダのデータ同化によって降水予測精度の向上と環境場への寄与を示した。東海地方の豪雨事例では、強雨時には上空に霰が広範囲に存在することを示した。
３．水管理手法の高度化
ゲリラ豪雨の危険性予測において、タマゴ渦の渦管動態の解析を進め、すなわち、変分法を用いて複数のレーダーサイトからのドップラー風速から上昇流の位置を推定し、正と負の鉛直渦度を持つ渦管の位置と重なるように上昇流が存在していることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた研究計画は順調に進んでいる。
これに加えて、京阪神観測のみならず沖縄観測でも、Cバンド・Xバンド・Kaバンドそれぞれの偏波レーダーというマルチセンサー観測の体制を構築することができた。直接観測であるビデオゾンデ放球が比較的用意である沖縄で、平成28年度に同期観測実験ができることは極めて有意義である。
さらに、サーマル発生～積雲の生成過程を表現する都市気象LESモデル開発に関しても、実際の神戸市で起こった降雨イベントを対象に計算できたことは大きい。平成28年度に導入する境界層レーダの設置位置検討の際にも有益であった。
以上の理由から、「(1)当初の計画以上に進展している。」と判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度の沖縄予備観測において構築されたビデオゾンデの可搬型観測システムを用いて、沖縄地方の梅雨時期（5-6月）に降水雲の集中観測を実施する。目的は梅雨に伴う降水システムの発達メカニズムの解明および北部やんばる地域に発達する孤立積乱雲のタマゴの直接観測である。同時に、Cバンド・Xバンド・Kaバンドそれぞれの偏波レーダ、およびフェーズドアレイレーダというマルチセンサーのリモートセンシングとの同期観測を行う。同期観測の事例数を増やすことで粒径分布及び体積量の推定・検証の事例を増大させるとともに、粒径分布及び体積量の推定精度と気象状況、偏波情報との関連性について詳しく調査する。Ka帯雲レーダに関しては、未解明なところが多く、偏波特性と雲粒子ゾンデ等を用いた直接観測から得られる粒子特性を比較して、平成29年度の京阪神観測のベースとなる基礎情報を得る。
京阪神観測については、引き続き観測を継続してデータ取得するとともに、平成29年度に新導入する境界層レーダとの連携観測を考慮に入れて観測手法を構築する。また，洋上におけるGNSS水蒸気解析について解析を進め，数値計算への同化や，降雨に関する指標化を行っていく．陸面観測においても、ドップラーライダ・境界層レーダとの連携手法を検討し、LESモデルとメソ気象モデルの検証・改良への活用方策を検討する。
ゲリラ豪雨の危険性予測においては、上記のマルチセンサー観測の情報を活用し、タマゴ渦の渦管動態の更なる解明に取り組む。
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