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フェーズドアレイレーダーを用いた台風環境下における竜巻発生メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K13007
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 自然災害科学・防災学
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

足立 透  気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 主任研究官 (10632391)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード台風 / 竜巻 / フェーズドアレイレーダー / 気象学 / 自然災害 / 減災 / 防災
研究成果の概要

本研究では台風に伴って発生する竜巻に着目し、次世代観測装置であるフェーズドアレイレーダー(PAR)を用いて、現象の物理機構の解明に取り組んだ。2台のPARを用いた統合解析や至近距離からの高解像度観測を通して、渦が形成されていく様子を30秒ごとに立体的に捉えることに成功した。複数の事例解析により、台風環境下における極めて強い鉛直シアが低高度にまで渦を形成しやすくする要因となっていることに加え、積乱雲内部の降水コアの落下に伴う下降気流が地面付近に竜巻性の渦を作り出すきっかけとなっていることが明らかになった。これらは、これまで未解明であった現象の分単位での機構解明につながる新しい知見である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

台風に伴う竜巻は発生頻度が高いにもかかわらず、親雲の空間スケールが小さいため、現象の理解と監視・予測が困難であった。本研究はPARを用いることによってこの問題に取り組み、現象の分単位での機構解明を可能とした点に学術的な意義がある。また、竜巻は台風の中心部から数100kmほど離れて発生するため、台風が十分に接近する前の段階から竜巻に対する警戒を高める必要があり、このためには竜巻発生の予兆をより直接的に捉える必要がある。本研究で得られた知見は、PARを用いた渦と降水コアの監視が竜巻発生の直接的な指標として有効な手立てであることを示唆するものであり、未来の防災技術の高度化の上で社会的な意義が高い。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 7件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 8件、 招待講演 7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Analysis of the Tornadic Debris Signatures of the Ichihara Tornado in a Typhoon Environment Using Two Operational C-band Dual-Polarization Weather Radars2021

    • 著者名/発表者名
      Umehara Akihito、Adachi Toru、Mashiko Wataru、Yamauchi Hiroshi
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 17 号: 0 ページ: 196-201

    • DOI

      10.2151/sola.2021-034

    • NAID

      130008120713

    • ISSN
      1349-6476
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 「竜巻シンポジウム―藤田哲也博士生誕100年を記念して―」の報告2021

    • 著者名/発表者名
      新野 宏、小林文明、栃本英伍、末木健太、足立 透、梅原章仁、田村幸雄、野田 稔、佐々浩司、加藤輝之、加茂直幸、中里真久、益子 渉、伊藤純至、横田 祥、田村哲郎、楠 研一、石津尚喜
    • 雑誌名

      天気

      巻: 68 ページ: 3-12

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Validation of N2 Emission Ratios in Altitude Profiles of Observed Sprites2021

    • 著者名/発表者名
      Kuo Cheng-Ling、Williams Earle、Adachi Toru、Ihaddadene Kevin、Celestin Sebastien、Takahashi Yukihiro、Hsu Rue-Ron、Frey Harald U.、Mende Stephen B.、Lee Lou-Chuang
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 9

    • DOI

      10.3389/feart.2021.687989

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 令和元年台風第19号に伴って発生した市原竜巻の3次元レーダー解析2021

    • 著者名/発表者名
      足立透、益子渉
    • 雑誌名

      台風研究会「台風災害の実態解明と台風防災・減災に資する方策」

      巻: 2020K-10 ページ: 15-18

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 最新レーダー技術を用いた台風に伴う竜巻の新しい研究2021

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 雑誌名

      日本風工学会誌

      巻: 46 ページ: 19-28

    • NAID

      130008033213

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 気象災害委員会・第52回メソ気象研究会合同研究会の報告2020

    • 著者名/発表者名
      足立透、坪木和久、牛尾知雄、高橋暢宏、川口航平、纐纈丈晴、岩波越、楠研一、松田知也、新野宏、中川勝広
    • 雑誌名

      天気

      巻: 67 ページ: 359-363

    • NAID

      40022291357

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] High Temporal‐Spatial Resolution Observation of Tornadogenesis in a Shallow Supercell Associated With Typhoon Hagibis (2019) Using Phased Array Weather Radar2020

    • 著者名/発表者名
      Adachi Toru、Mashiko Wataru
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 号: 19

    • DOI

      10.1029/2020gl089635

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of the IC to CG Ratio Using JEM‐GLIMS and Ground‐Based Lightning Network Data2020

    • 著者名/発表者名
      Bandholnopparat K.、Sato M.、Adachi T.、Ushio T.、Takahashi Y.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 125 号: 23

    • DOI

      10.1029/2019jd032195

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observational analysis of two waterspouts in northwestern Italy using an OPERA Doppler radar2020

    • 著者名/発表者名
      Miglietta Mario Marcello、Arai Ken'ichiro、Kusunoki Kenichi、Inoue Hanako、Adachi Toru、Niino Hiroshi
    • 雑誌名

      Atmospheric Research

      巻: 234 ページ: 104692-104692

    • DOI

      10.1016/j.atmosres.2019.104692

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] HO Generation Above Sprite‐Producing Thunderstorms Derived from Low‐Noise SMILES Observation Spectra2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada T.、Sato T. O.、Adachi T.、Winkler H.、Kuribayashi K.、Larsson R.、Yoshida N.、Takahashi Y.、Sato M.、Chen A. B.、Hsu R. R.、Nakano Y.、Fujinawa T.、Nara S.、Uchiyama Y.、Kasai Y.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 号: 3

    • DOI

      10.1029/2019gl085529

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical properties of intracloud and cloud-to-ground discharges derived from JEM-GLIMS lightning observations2019

    • 著者名/発表者名
      Bandholnopparat K.、Sato M.、Adachi T.、Ushio T.、Takahashi Y.
    • 雑誌名

      Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics

      巻: 189 ページ: 87-97

    • DOI

      10.1016/j.jastp.2019.04.005

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] フェーズドアレイレーダーを用いた顕著な大気現象の観測2019

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 雑誌名

      日本風工学会誌

      巻: 44 ページ: 371-380

    • NAID

      130007852672

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional radio images of winter lightning in japan and characteristics of associated charge structure2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Satoru、Yoshikawa Eiichi、Adachi Toru、Kusunoki Kenichi、Hayashi Syugo、Inoue Hanako
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 14 号: 2 ページ: 175-184

    • DOI

      10.1002/tee.22795

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spectroscopic Diagnostic of Halos and Elves Detected From Space‐Based Photometers2018

    • 著者名/発表者名
      Perez‐Invernon F. J.、Luque A.、Gordillo‐V?zquez F. J.、Sato M.、Ushio T.、Adachi T.、Chen A. B.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 123 号: 22

    • DOI

      10.1029/2018jd029053

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] <b>気象災害予測のための最新のレーダー技術 </b>2017

    • 著者名/発表者名
      足立 透
    • 雑誌名

      安全工学

      巻: 56 号: 6 ページ: 475-481

    • DOI

      10.18943/safety.56.6_475

    • NAID

      130006250217

    • ISSN
      0570-4480, 2424-0656
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Identification of sprites in JEM-GLIMS nadir observations and their spatial distributions2017

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., T. Adachi, T. Ushio, T. Morimoto, M. Kikuchi, H. Kikuchi, M. Suzuki, A. Yamazaki, Y. Takahashi, R. Ishida, Y. Sakamoto, K. Yoshida, and Y. Hobara
    • 雑誌名

      Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 545-561

    • DOI

      10.3319/tao.2016.09.21.02

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] シンポジウム「フェーズドアレイレーダー」の報告 -現在の利活用状況から将来展望まで-2017

    • 著者名/発表者名
      楠 研一・足立 透・諸富和臣・佐藤晋介・菊池博史・吉田 翔・清水慎吾・小池佳奈・牛尾知雄・水谷文彦・高橋暢宏
    • 雑誌名

      天気

      巻: 64 ページ: 901-905

    • NAID

      40021439375

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Automatic Detection of Ichihara Tornado Associated with Typhoon Hagibis (2019) Using Phased Array Weather Radar and Convolutional Neural Network2022

    • 著者名/発表者名
      Adachi Toru、Ishitsu Naoki、Kusunoki Kenichi、Inoue Hanako、Arai Ken-ichiro、Fujiwara Chusei、Suzuki Hiroto
    • 学会等名
      American Meteorological Society 102nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PAWRおよびCNNを用いた市原竜巻の3次元渦探知実験2021

    • 著者名/発表者名
      足立 透、石津尚喜、楠研一、猪上華子、新井健一郎、藤原忠誠、鈴木博人
    • 学会等名
      日本気象学会2021年度春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Fine-Scale Observation of TC Tornado Using Phased Array Weather Radar in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Adachi Toru、Mashiko Wataru、Umehara Akihito
    • 学会等名
      Virtual Workshop on Atmospheric Science Applications of Ground-Based Phased Array Radars
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observations of Boundary Layer Streaks Associated with Typhoon Faxai (2019) Using Phased Array Weather Radar2021

    • 著者名/発表者名
      Adachi Toru、Mashiko Wataru
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2021 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PAWRで観測された令和元年房総半島台風に伴う境界層ストリーク2021

    • 著者名/発表者名
      足立 透、益子渉
    • 学会等名
      日本気象学会2021年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フェーズドアレイ気象レーダーによる市原竜巻の詳細解析2021

    • 著者名/発表者名
      足立透、益子渉
    • 学会等名
      研究集会「日本版改良藤田スケールにおけるDI、DOD と被害風速の評価」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェーズドアレイレーダーを用いた竜巻研究2021

    • 著者名/発表者名
      足立 透, 益子 渉, 梅原章仁
    • 学会等名
      竜巻シンポジウム-藤田哲也博士生誕100年を記念して-
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フェーズドアレイ気象レーダーで観測された 2019年10月12日市原竜巻の発生メカニズムについて2020

    • 著者名/発表者名
      足立透、益子渉
    • 学会等名
      日本気象学会2020年度春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 令和元年台風第19号に伴って発生した市原竜巻の3次元レーダー観測2020

    • 著者名/発表者名
      足立透、益子渉、梅原章仁
    • 学会等名
      台風研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 2019年10月12日市原竜巻の3次元渦形成過程について2020

    • 著者名/発表者名
      足立透、梅原章仁、益子渉
    • 学会等名
      日本気象学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フェーズドアレイレーダーを用いた研究の最前線2020

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 学会等名
      気象キャスターネットワークオンライン勉強会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-Radar Observation of Tornadogenesis in a Shallow Supercell of Typhoon Hagibis (2019)2020

    • 著者名/発表者名
      Adachi, T., A. Umehara, and W. Mashiko
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Volumetric Detection of Tornadic Vortices Associated with Typhoon Nanmadol (2017) Using PAWR and Deep Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Adachi, T., N. Ishitsu, K. Kusunoki, H. Inoue, K. Arai, C. Fujiwara, H. Suzuki
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PAWRおよびCNNによる突風被害をもたらした渦の立体解析2019

    • 著者名/発表者名
      足立透、石津尚喜、楠研一、猪上華子、新井健一郎、藤原忠誠、鈴木博人
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Tornado-like Vortices Using Phased Array Weather Radar and Deep Learning2019

    • 著者名/発表者名
      Adachi, T., N. Ishitsu, K. Kusunoki, H. Inoue, K. Arai, C. Fujiwara, H. Suzuki
    • 学会等名
      AOGS 2019 Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 気象研究所フェーズドアレイレーダーを用いた 最新の研究成果とその応用2019

    • 著者名/発表者名
      足立透、楠研一
    • 学会等名
      気象災害委員会・メソ気象研究会合同研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] PAWR・水蒸気観測を用いた首都圏における積乱雲の盛衰の解析 -2018年8月27日の事例-2019

    • 著者名/発表者名
      足立透、小司禎教、酒井哲
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] フェーズドアレイレーダーが拓く未来の航空気象2019

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 学会等名
      第13回航空気象研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] TC1703に伴って突風被害をもたらした積乱雲のデュアルPAWR解析2018

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数のフェーズドアレイ気象レーダーを用いた革新的な極端気象センシング技術2018

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フェーズドアレイレーダで観測した竜巻等突風2018

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 学会等名
      ポスト「京」重点課題4「観測ビッグデータを活用した気象と地球環境の予測の高度化」第2回竜巻研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 茨城県行方市に突風被害をもたらした対流系の高速3次元観測2018

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Dual Phased Array Radar Analysis of Tornadic Storm Associated with Typhoon Nanmadol (2017)2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Adachi
    • 学会等名
      16th Annual Meeting Asia Oceania Geosciences Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] フェーズドアレイレーダーが拓く顕著気象の新しい理解と予測2018

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 学会等名
      「第2回 降水と噴火」研究集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-Dimensional Structure of Typhoon Mindulle (2016) and Near-Surface Streaks Observed By Phased Array Radar2017

    • 著者名/発表者名
      Adachi, T., K.Kusunoki, U. Shimada, J. Ito
    • 学会等名
      38th Conference on Radar Meteorology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional structure of Typhoon Mindulle (2016) observed by phased array radar2017

    • 著者名/発表者名
      Adachi, T., K. Kusunoki, S. Yoshida, U. Shimada
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェーズドアレイレーダーを用いた台風に伴う境界層ストリークの3次元解析2017

    • 著者名/発表者名
      足立透、伊藤純至、楠研一
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フェーズドアレイレーダーで観測された台風第1609号に伴う境界層の気流構造2017

    • 著者名/発表者名
      足立透、楠研一、吉田智、伊藤純至
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 気象研究所におけるX バンドフェーズドアレイレーダーを用いた研究 -大気現象の新しい理解-2017

    • 著者名/発表者名
      足立透
    • 学会等名
      フェーズドアレイレーダー第2回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 報道発表:令和元年東日本台風に伴う竜巻の発生メカニズムの解明について

    • URL

      https://www.mri-jma.go.jp/Topics/R02/020929/press_020929.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] お知らせ:米国地球物理学連合GRL誌に掲載された論文のハイライト論文選出について

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      https://www.mri-jma.go.jp/Topics/R02/021027/021027_adachi_jyusyou.html

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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