2019 Fiscal Year Annual Research Report
日本における竜巻発生環境の再評価に基づいた竜巻発生予測の高精度化
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18H01682
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
佐々 浩司 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (50263968)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野田 稔 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (30283972)
本田 理恵 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (80253334)
宮城 弘守 宮崎大学, 工学部, 助教 (90219741)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 竜巻 / レーダー観測 / 画像解析 / 室内実験 / ナウキャスト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新たに高知県内で発生した突風事例のうち、2019年6月末に安芸市および芸西村で発生した事例と９月に安芸市で発生した事例、2020年1月初めに田野町で発生した事例の計４件を調査し、いずれも竜巻によるものであると同定した。本学のレーダーネットワークにより、これらの事例を解析した結果、いずれも親雲内に渦が存在することを確認したが、田野町の事例においては被害がJEF1であったにも関わらず、渦そのものは比較的弱い積乱雲であったことを見出し、環境場の南西風の影響が強いことを示した。一方、2018年9月30日の高知市で発生したJEF１の竜巻事例では、親雲が台風24号のアウターレインバンド上で発達する積乱雲ではなく、さらにその外側に放射状に配列した浅い波状雲であったことを明らかにした。これは、竜巻をもたらす親雲としては観測史上極めて稀な事例であった。
室内実験においては、ノンスーパーセル竜巻の発生環境における上昇気流の影響について調べ、上昇気流の範囲が大きい場合は、スーパーセル的な竜巻状渦を形成することもあることを示した。また、竜巻状渦の形成に適切な上昇流規模や、流速比を明らかにした。スーパーセル竜巻を模擬する新たなメソサイクロン模擬装置と、下降気流模擬装置を作成し、メソサイクロン下で発生する竜巻に対する下降気流成分の寄与を調べ、より上層から下降気流成分が流入する場合は形成される竜巻状渦の強度が強まることを示した。
機械学習による画像解析については、動画の一枚一枚の画像による検出と加えて時間的な連続性を評価することにより、さらに適切な検出が可能であることを示した。また、2018年9月に高知市で発生した竜巻と2019年9月に延岡市で発生した竜巻について映像により風速評価を行い、実被害との対比を行なった。
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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
気象庁レーダーによる気候学的検証は計算資源の不足によりやや停滞した一方、高知県内における観測事例は順調に蓄積され、本学レーダーネットワークのみによる高解像度解析により竜巻親雲の統計的分類を行う可能性を示すことができた。さらに、非常に浅い対流雲に伴う極めて特異な竜巻事例も示すことができ、個別のレーダー解析については大きく進展した。
室内実験においては、ノンスーパーセル竜巻、スーパーセル竜巻ともに実験が大きく進展し、想定以上の大きな成果を見せると共に、ノンースーパーセル竜巻とスーパーセル竜巻の差を埋めるような普遍的成果も得ることができた。
画像解析においては、当初の予定通り検出の高精度化が進み、監視カメラシステムへの実装も可能となりつつある。
これらを総合した結果、研究計画全体としてはおおむね順調に進展しているものと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
レーダーデータにおける機械学習を試み、気象庁レーダーおよび本学レーダーネットワークにおけるドップラー速度と反射強度を用いて親雲内の渦を自動検出することにより、親雲の移動軌跡や発生数、親雲の形態などの統計学的調査を進める。
室内実験においては引き続き、発生環境を明らかにする実験を継続し、実スケールの竜巻生成に関して予兆となる指標の作成に寄与するようなデータセットを整備する。
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