局地的大雨予測のための雲レーダー同化手法の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K13841
• Research Institution: National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention
• Principal Investigator: 加藤 亮平 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, 特別研究員 (70811868)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 局地的大雨 / 数値予測 / データ同化 / 雲レーダー

Outline of Annual Research Achievements

「ゲリラ豪雨」とも呼ばれる局地的大雨は、河川の急な増水や道路の浸水などを通じて時には人的被害をも引き起こすため、その予測手法の開発は重要な研究課題である。局地的大雨の一時間以内の短時間予測技術の一つとして、高解像度気象数値モデルを用いた数値予測が挙げられる。数値予測による局地的大雨予測の鍵は、観測に近い適切な初期値を作成することであり、これはデータ同化という技術によって行われる。本研究では、局地的大雨を引き起こす積乱雲の発生段階の雲を観測することできる雲レーダーの同化技術を開発することで、局地的大雨に対して短時間の数値予測の精度向上を目指している。

本年度は、雲レーダー同化で利用する雲レーダー反射因子の下限であるZtの検討を行った。Ztを下げるほど早い段階から雲を検出でき広い領域を加湿できるため、より早い段階から局地的大雨を予測できることが期待できる。このため、Ztはできるだけ下げることが望ましい。本研究で用いた雲レーダーの設計では、レーダーからの距離が20 kmの場所において、単(二重)偏波レーダーの場合-20 (-17)dBZのレーダー反射因子が検出可能である。同化対象である雲レーダーエコーがレーダーの近傍で観測された場合、レーダーの検出限界の観点では-20dBZよりもZtを下げることは可能である。Ztを-25dBZから-15dBZまで1dBZずつ変化させた実験を行った結果、Ztを下げると虫などの雲ではない非気象エコーが混じるため雲でない部分も加湿してしまい、偽の降水が予測された。このため、雲でないエコーの混入を最低限にしつつもできるだけ小さなZtとして-20dBZ程度が適当であることがわかった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

雲レーダー同化において重要であると考えられるパラメータ（同化に利用する雲レーダー反射因子の下限）の調査を行うことができた点は大きな進捗である。一方で、これまでの結果の論文化や加湿だけでなく雲水や熱をもっともらしく同化する方法の検討を行うことができなかったため、現在までの進捗状況は「遅れている」とした。

Strategy for Future Research Activity

これまで行ってきた雲レーダーによる定量的同化（雲領域加湿）の結果の論文化を行う。また、雲領域加湿の手法の有効性を複数事例で確認する。さらに、加湿だけでなく、雲水や熱をもっともらしく同化する方法の検討を行う。

Causes of Carryover

本年度はコロナウイルス感染症の影響により国際学会・国内学会の中止やWeb開催となったため出張旅費を次年度に持ち越した。次年度はコロナウイルス感染症の状況を見つつ国内学会等の旅費や論文執筆費等として使用する予定である。