Future wind damage to forests during tropical cyclones

Research Project

Project/Area Number	22K05740
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 40010:Forest science-related
Research Institution	Japan Aerospace EXploration Agency
Principal Investigator	吉岡真由美国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 第一宇宙技術部門, 主任研究開発員 (00514788)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	上村佳奈信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (40570982)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	台風 / 森林災害 / 倒木被害 / 強風評価 / 気象モデル / 将来気候 / 気象予測 / 災害予測
Outline of Research at the Start	本課題では台風に伴う森林被害の定量評価を行う。 1)気象観測データと気象モデルによる台風シミュレーションを実施し、台風の詳細な風分布を推定する。 2)森林域の推定風分布を算出し、森林被害を誘発する強風を持つ台風の強度・経路の関係を解明する。 3)今後予想される疑似台風を数値シミュレーションにより作成し、台風に伴う強風により発生する森林域の災害予測を行う。本研究における台風に伴う強風による森林被害の研究は、森林災害の予測につながることから森林域の保全や防災に役立つ。また、都市の建造物の強風災害の評価にも応用できる。
Outline of Annual Research Achievements	本課題は台風に伴う強風による森林の森林被害の定量的評価を、森林被害データおよび気象モデルを用いた数値シミュレーションを行いて解析し、森林学と気象学の両側面から進めている。観測された台風と数値シミュレーションによるその再現結果と、森林被害の報告から、台風の経路、強度、大きさと、森林被害との関係を明らかにする。導出した関係から、将来的に襲来する台風に伴い発生する森林災害の予測を目指す。令和5年度は以下のように実施した。 1) 林野庁と環境庁が提供する森林被害及び資源データを収集し、台風による被害森林の位置や規模に関する空間情報データベースを作成した。地理情報システムを利用した空間情報データベースを用いて、森林被害の解析を進めた。 2) 令和4年度構築した、気象モデルで計算される風(格子平均風)から倒木に関わる樹高近くの低高度の格子内の格子内の局所風分布を見積もる評価方法(サブグリッドモデル)を改良した。この評価方法を台風の観測事例に用い、超音波風速計および近傍アメダス観測点風速計による現場観測の風データと、気象モデルを用いた台風の数値シミュレーションによる風データの比較を行い、評価検証を行った。研究成果を日本森林学会で発表した。 3) 台風襲来時に倒木被害を発生した観測事例として、超音波風速計、アメダス風1分値データ、気象庁Cバンドレーダデータを用いて、倒木の原因となる台風に伴う局所気象現象の解析を進めた。 4) 本課題を進めるにあたっての分担者との研究打ち合わせを、対面とリモートで併用して実施した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 令和5年度は、JAXAおよび信州大学でそれぞれ気象側と森林側からの解析を進め、COVID-19の感染対策のため、対面およびリモートでの打ち合わせの下で情報共有を行い、以下のように研究を実施した。 1) 林野庁と環境庁が提供する森林被害及び資源データを収集し、台風による被害森林の位置や規模に関する空間情報データベースを作成した。地理情報システムを利用した空間情報データベースを用いて、森林被害の解析を進めた。 2) 解析に用いる気象の観測データの収集を行った。詳細な風の観測データとしてアメダス風速1分値と、気象庁Cバンドレーダの反射強度(降水量)データを取得し、解析できる環境を整備した。 3) 台風の観測事例を用いて、超音波風速計および近傍アメダス観測点風速計による現場観測の風データと、気象モデルを用いた台風の数値シミュレーションによる倒木発生時の風データの比較を行い、開発した推定法の評価検証を行った。 4) 研究成果を国内学会(日本森林学会)で発表した。
Strategy for Future Research Activity	令和6年度は、JAXAおよび信州大学でそれぞれ気象側と森林側からの解析を進め、対面およびリモートでの打ち合わせの下で情報共有を行い遂行する。 1) 空間解析に地理情報システムを利用した空間情報データベースを用いて森林データを整理し、台風による森林被害を確定する。台風襲来時に特化した森林の実被害を算出する。 2) 気象モデルで計算される風(格子平均風)から倒木に関わる樹高近くの低高度の格子内の格子内の局所風分布を見積もる評価方法(サブグリッドモデル)を検証し、倒木時の複雑な風の時間変化に合わせた評価についても検討し、改良する。 3) 気象データの解析と気象モデルを用いた実験により事例の台風の強風と時間変化の再現を行う。台風の強風による森林被害の評価式を、複数の台風シミュレーションの結果を用いてクラスタ解析を行い、分類する。森林被害データと比較を行い、森林被害をもたらす台風の強度(最大風速分布)と大きさ(強風半径)の関係を解明する。 4) 研究成果を日本気象学会秋季大会、および森林学会で報告する。