2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of short-term intense rainfall prediction techniques using lower-cost radar data assimilation and the application to river discharge prediction
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18H01673
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
若月 泰孝 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (70455492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 雅也 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 研究員 (00648272)
牛山 朋来 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(水災害・リスクマネジメント国際センター), 研究員 (50466257)
岩崎 博之 群馬大学, 教育学部, 教授 (70261823)
清水 慎吾 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 水・土砂防災研究部門, 主任研究員 (70462504)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 短時間降水予測 / レーダデータ同化 / 河川流量予測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テーマ①「降水予測（3時間程度先まで）」は，本研究の主要テーマである．昨年度までに本課題で開発した選択的アンサンブル降水ナウキャスト手法をベースに降水予測システム（レーダエコーの移動ベクトルを用いた時間外挿による予測（補外予測）に基づく）を局地的大雨に対する予測の精度が，気象庁の高解像度降水ナウキャストを上回る事例が複数あることを確認した．また，大気モデルシミュレーションに観測情報を組み込んだ予測（物理的予測）の両方を用いて，アンサンブル予測システムを構築（上流下層加湿法を利用；汎用性は不十分）し，線状降水帯の予測が大まかにうまくいくことを確認したものの，発生・消滅時の精度が若干下がること，やや降水量を過小評価することを確認した．また，防災科学技術研究所が開発した3次元変分法データ同化システムによる短時間降水予測技術を用いた数値実験を実施した．さらに，都市での局地的大雨と関連付けた都市型の雨の研究発表を行った．
テーマ②は，降雨氾濫流出（RRI）モデルなどを用いた河川流量予測計算を実施した．昨年度に引き続き，河川モデル開発と河川流量・水位予測の高精度化を図ると同時に，河川モデル予測を実施した．特に茨城県内河川の河川流出氾濫シミュレーションに関して，茨城県地域気候変動適応センターと連携して，河道断面データを適用するなど数値シミレーション環境を整備した．
テーマ③は観測データ処理である．Xバンドマルチパラメータ（X-MP）レーダ（群馬大学）が利用しづらい環境であったため，茨城大学に移設するための準備を進めた．
テーマ④は，「降水予測（既存手法12時間先まで）・統合システム化」である．名古屋大学や土木研究所での降水予測・河川流出予測統合システムの高精度化を今年度も継続した．特に，土木研究所では，データ同化手法（LETKF）を用いた大気モデルによる降水予測アンサンブル予測に取り組んだ．
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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
テーマ①は、選択的アンサンブル降水ナウキャスト手法を用いた降水予測が適用された実験が行われるなど，期待以上の成果だったと考えられる．
テーマ②は，降雨氾濫流出（RRI）モデルなどを用いた河川流量予測計算を実施した．稼働断面データを利用した茨城県内の河川氾濫シミュレーション整備などが進み，期待以上の成果があったと考えられる．
テーマ③は地上気象観測データの利活用が十分に行えなかったが，X-MPレーダ利用に向けた準備が進んだ（2021年度と2022年度に繰り越しして実施）．
テーマ④は，統合システム構築である．大気モデル予測では，LETKFを用いたアンサンブル予測に取り組んだことは，期待以上の成果と考えられる．ただし，新型コロナウイルス感染症等の影響で，テーマ間の交流がやや希薄になってしまった．
全体として，当初の計画以上に進展しているものが多いものの，新型コロナウイルス感染症等の影響で，テーマ間の交流がやや希薄になり，かつ発表の機会も極めてすくなかった．また，予定していた会合が新型コロナウイルス対策のために実施できなかった事象も発生したことなどから，総合評価を概ね順調に進展しているとした．
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| Strategy for Future Research Activity |
テーマ①は、上流下層加湿法を用いた大気モデルによる予測実験をさらに進める必要がある．
テーマ②は，降雨氾濫流出（RRI）モデルによる数値実験をさらに進める必要がある．
テーマ③は，X-MPレーダの移設（群馬大学から茨城大学）を完了させる必要がある他、地上観測データの利活用について検討を進める必要がある．
テーマ④は，LETKFを用いたアンサンブル予測をさらに進めて，精度検証などを行う必要がある．
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