降雪種と雪粒子濃度の時空間変動を考慮した暴風雪の内部構造解明と予測モデルの構築

• 研究課題/領域番号: 17H02073
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 自然災害科学・防災学
• 研究機関: 国立研究開発法人防災科学技術研究所
• 研究代表者: 根本 征樹 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究部門, 主任研究員 (30425516)
• 研究分担者: 西村 浩一 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (10180639)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2019年度)
• 配分額: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2017年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
• キーワード: 吹雪 / 暴風雪 / 雪氷災害

研究実績の概要

近年頻発する，激甚化した暴風雪の時空間分布の予測精度を高めて雪国の防災力を飛躍的に高めるために，3次元・非定常流れ場に対応した暴風雪の物理モデルを開発する．また降雪粒子の粒径と落下速度および視程を同時測定することにより，降雪種の違いによる降雪特性の変化や視程との関係を野外観測データにより明らかにするとともに物理モデルに組み込むほか，地形効果を加味して実在地形上での暴風雪強度の時空間変動を明らかにする．さらにはこれらの成果を実証実験により検証するとともに，試験地域でのハザードマップ作成に応用するなど，暴風雪対応など防災対策に資する実用的な吹雪予測モデリング手法を確立する．
非定常乱流解析に有効なラージ・エディ・シミュレーション（Large-Eddy Simulation）を用いた吹雪・暴風雪の物理モデルの改良を進めたほか，複合気象センサ等を活用し，試験対象地（北海道道東部の中標津町およびその周辺地域）において，地形（特に山岳からの距離）が暴風雪および降雪の分布に及ぼす影響を評価するための実測データを収集した．モデル開発において，特に地形効果を含めた解析が可能となる様に改良を進めたほか，メソ気象モデルを活用した吹雪強度，視程等の発生予測も実施し，試験対象地の自治体における防災担当者を対象として予測モデルの有用性に関する実証実験も実施した．また野外観測においては，北西風の山越え気流の効果が顕著である地域において冬期を通した気象および吹きだまり観測を実施し，数値モデルの検証および現地における現象解析において重要となるデータを取得した．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまで実施してきた吹雪モデルの構築に加えて，野外観測による実測データ蓄積が順調に進んだ．特に観測場所について，北西風の山越え気流の効果が顕著である地域において冬期を通した気象および吹きだまり観測を実施出来たことで，数値モデルの検証および現地における現象解析において重要なデータを得ることが出来た．
以上より，本課題については「(2)おおむね順調に進展している」と評価できる．

今後の研究の推進方策

LESを用いた3次元・非定常流れ場における暴風雪の物理モデル構築を継続する．実在地形の影響を考慮した計算が可能となる様に改良を改良を進めるほか，過去の暴風雪事例を対象とした再現計算および予測計算についても着手する．
冬期において，複合気象センサ，光学式ディスドロメータ，モニタリングカメラなどを用いた，暴風雪時の気象状況および，降雪粒子の粒径と落下速度(降雪種)，視程などの測定を継続する．これにより降雪種と視程との関係を明らかにするとともにモデルの降雪計算の高度化に資する．観測地は，前年と同様に，吹雪・吹きだまりおよび暴風雪の発現頻度が近年極めて高く，調査期間中に5回程度，吹雪観測の機会が期待できる北海道標津郡中標津町周辺とする．観測では，北西から南東にわたる測線に沿った複数箇所に機器を設置することで，地形（特に山岳からの距離）が暴風雪および降雪の分布に及ぼす影響を実測データに基づき評価するほか，おろし風と暴風雪発生との関連およびメカニズムについての検討を実施する．