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二重偏波レーダーと数値シミュレーションを用いたスーパーセル竜巻の前兆現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K05295
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

益子 渉  気象庁気象研究所, 予報研究部, 主任研究官 (30354476)

研究分担者 南雲 信宏  気象庁気象研究所, 気象衛星・観測システム研究部, 研究官 (30624960)
研究協力者 山内 洋  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードスーパーセル / 竜巻 / 突風 / 数値シミュレーション / 気象レーダー / 気象学 / 自然現象観測・予測 / 自然災害
研究成果の概要

2012年5月6日につくば市で発生したスーパーセル竜巻の発生メカニズムを解明するために、二重偏波レーダーによる観測と数値シミュレーションを用いて解析を行った。その結果、竜巻発生の約10分前に、フック状の降水物質の分布の先端付近において、降水コアが上空から地上に落下しているのが分かった。その降水コアは、渦の生成やスーパーセル後方の下降流とも関係しており、それはその後の竜巻発生に直接寄与していた。これらの結果は、フック先端の降水コアの落下はスーパーセル竜巻発生の前兆現象であることを示唆しており、高速スキャンレーダーを用いてそれを検出することが竜巻発生予測の改善につながると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

強い竜巻をしばしばもたらすスーパーセルの内部構造や竜巻の発生機構は十分に理解されておらず、竜巻発生予測の精度も極めて低いのが現状である。本研究では、二重偏波レーダーと高解像度の数値シミュレーションを用いた解析を行い、スーパーセルのフック状の降水物質の先端付近において降水コアが落下することが竜巻発生にとって重要であることを示した。また、その物理的メカニズムを明らかにしたことは、竜巻研究において重要な知見となった。2012年つくば竜巻の事例では、この降水コアの落下は竜巻発生の約10分前に生じており、今後竜巻発生予測を向上させる上で新たな知見を与えた。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A Statistical Study of Wind Gusts in Japan Using Surface Observations2019

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, W.
    • 雑誌名

      気象集誌. 第2輯

      巻: 97 号: 1 ページ: 39-54

    • DOI

      10.2151/jmsj.2019-001

    • NAID

      130007593948

    • ISSN
      0026-1165, 2186-9057
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Geometrical properties of hydrometeors during the refreezing process and their effects on dual-polarized radar signals2019

    • 著者名/発表者名
      Nagumo Nobuhiro、Adachi Ahoro、Yamauchi Hiroshi
    • 雑誌名

      Monthly Weather Review

      巻: 147 号: 5 ページ: 1753-1768

    • DOI

      10.1175/mwr-d-18-0278.1

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2014年6月24日に東京都調布市付近に激しい降雹をもたらした雷雨の二重偏波解析2018

    • 著者名/発表者名
      山内洋,足立アホロ,小司禎教,佐藤英一
    • 雑誌名

      気象研究ノート

      巻: 236 ページ: 165-174

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 2013年7月23日孤立積乱雲発生に先立つ開封前線と非降水エコーの関係2018

    • 著者名/発表者名
      南雲信宏
    • 雑誌名

      気象研究ノート

      巻: 236 ページ: 97-107

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Super High-Resolution Simulation of the 6 May 2012 Tsukuba Supercell Tornado: Near-Surface Structure and Its Evolution2017

    • 著者名/発表者名
      Mashiko Wataru、Niino Hiroshi
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 13 号: 0 ページ: 135-139

    • DOI

      10.2151/sola.2017-025

    • NAID

      130005877984

    • ISSN
      1349-6476
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 竜巻の発生機構 特集「強風をもたらす様々な空間スケールの渦」2017

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 雑誌名

      日本風工学会誌

      巻: 42 ページ: 31-38

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A numerical study of the 6 May 2012 Tsukuba City supercell tornado. Part II: Mechanisms of tornadogenesis2016

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, W.
    • 雑誌名

      Monthly Weather Review

      巻: 144 号: 9 ページ: 3077-3098

    • DOI

      10.1175/mwr-d-15-0122.1

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 数値シミュレーションを用いた竜巻の発生機構に関する研究 2016年度春季大会シンポジウム「竜巻の観測・予測の現状と将来」の報告2016

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 雑誌名

      天気

      巻: 63 ページ: 970-973

    • NAID

      40021055905

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A numerical study of the 6 May 2012 Tsukuba City supercell tornado. Part I: Vorticity sources of low-level and midlevel mesocyclones2016

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, W.
    • 雑誌名

      Monthly Weather Review

      巻: 144 号: 3 ページ: 1069-1092

    • DOI

      10.1175/mwr-d-15-0123.1

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 台風に伴う竜巻の特徴2016

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 雑誌名

      台風研究会:複合系台風災害のメカニズムに関する研究集会

      巻: 27K-03 ページ: 37-40

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 2015年8月12日につくば市で観測されたメソサイクロンに伴うWall Cloud2015

    • 著者名/発表者名
      荒木健太郎,益子渉,加藤輝之,南雲信宏
    • 雑誌名

      天気

      巻: 62 ページ: 953-957

    • NAID

      110010008353

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 全国の気象官署の地上データを用いた突風の統計解析2019

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 学会等名
      東京工芸大学風工学研究拠点共同研究・合同公開研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高解像度モデルを用いた Updraft Helicity の日本で発生する竜巻への適用2018

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 学会等名
      2018年日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二重偏波レーダーで観測された竜巻・非竜巻事例のフックエコーの比較2018

    • 著者名/発表者名
      南雲信宏, 益子渉, 山内洋, 足立アホロ
    • 学会等名
      2018年日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高解像度モデルを用いた竜巻等突風の発生予測2018

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 学会等名
      ポスト「京」第2回 竜巻研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2018年台風第6号の接近に伴い沖縄県伊江島で発生した竜巻の発生過程2018

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 学会等名
      2018年日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2015年台風第15号のコア域の風構造2018

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 学会等名
      2018年日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Wind Gusts Associated with Small-Scale Vortices in the Core of Typhoon GONI (2015)2018

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, W.
    • 学会等名
      29th Conference on Severe Local Storms, Amer. Meteor. Soc.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 凍雨の地上観測に基づく二重偏波レーダーによる凍結域・非凍結域の調査2018

    • 著者名/発表者名
      南雲信宏、足立アホロ、山内洋
    • 学会等名
      2018年日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 地上気象データを用いた突風の統計解析2018

    • 著者名/発表者名
      益子 渉
    • 学会等名
      風工学共同研究拠点・公開研究会「日本版竜巻スケールおよびその評価手法に関する研究」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Super high-resolution simulation of the 6 May 2012 Tsukuba supercell tornado2018

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, W. and N. Niino
    • 学会等名
      International Workshop on Wind-related Disasters and Mitigation Committee of WRDM
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地上気象データを用いた突風の統計解析2017

    • 著者名/発表者名
      益子 渉
    • 学会等名
      2017年気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 地上気象データを用いた突風の統計解析(第2報)2017

    • 著者名/発表者名
      益子 渉
    • 学会等名
      2017年気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Super High-resolution Simulation of the 6 May 2012 Tsukuba Supercell Tornado2017

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, W.
    • 学会等名
      AORI-ISAC Workshop on Tornadoes and Supercells in Japan and Italy
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precipitation microphysics of non-tornadic supercell near the radar site of MRI in Tsukuba, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Nagumo, N., A. Adachi, W. Mashiko, and H. Yamauchi
    • 学会等名
      38th Conference on Radar Meteorology AMS
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二重偏波レーダーで観測された再凍結層の特徴-第3報:降水粒子の再凍結時のZDR増加の原因と考察2017

    • 著者名/発表者名
      南雲信宏, 足立アホロ, 山内洋
    • 学会等名
      2017年気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A statistical study of wind gusts in Japan using in situ surface observations2017

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, W.
    • 学会等名
      97th American Meteorological Society Annual Meeting
    • 発表場所
      米国シアトルワシントンコンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Super high-resolution simulation of tornado-vortex structure2017

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, W.
    • 学会等名
      97th American Meteorological Society Annual Meeting
    • 発表場所
      米国シアトルワシントンコンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数値シミュレーションを用いた竜巻の発生機構に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 学会等名
      2016年気象学会春季大会シンポジウム「竜巻の観測・予測の現状と将来」
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Numerical simulation of the 6 May 2012 Tsukuba City supercell tornado2016

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, W.
    • 学会等名
      AORI-ISAC Workshop on Tornadoes and Supercells in Japan and Italy
    • 発表場所
      東大AORI
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気象分野における竜巻の数値シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 学会等名
      日本建築学会「建築物の突風荷重に関する公開研究会」
    • 発表場所
      建築会館(東京)
    • 年月日
      2015-11-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 台風に伴う竜巻の特徴2015

    • 著者名/発表者名
      益子渉
    • 学会等名
      平成 27 年度京都大学防災研究所共同研究集会
    • 発表場所
      京都大学防災研究所
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 2013年台風第18号に伴って発生したミニスーパーセルの構造2015

    • 著者名/発表者名
      益子渉,山内洋,南雲信宏
    • 学会等名
      2015年気象学会秋季大会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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