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日本における竜巻発生環境の再評価に基づいた竜巻発生予測の高精度化

研究課題

研究課題/領域番号 18H01682
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関高知大学

研究代表者

佐々 浩司  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (50263968)

研究分担者 野田 稔  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (30283972)
本田 理恵  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (80253334)
宮城 弘守  宮崎大学, 工学部, 助教 (90219741)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード竜巻 / レーダー観測 / 画像解析 / 室内実験 / 深層学習 / スーパーセル / 冷気外出流 / ナウキャスト / レーダー解析
研究成果の概要

レーダーパターンにより竜巻の元となる降水システムの形態を6種類に分類し、その特性を明らかにすることによって降水システム毎の危険度を示すとともに、レーダーパターンと監視カメラ画像を用いた深層学習による自動検出を可能とした。
また、室内実験により、竜巻形成に適する親雲下層の気流構造を示すとともに、相対的に上昇流域が大きくなると、ノンスーパーセル竜巻とスーパーセル竜巻の基本的な形成メカニズムは同様であることを示した。さらに冷気外出流の侵入と上昇流の発生のタイミングにより形成の条件が異なることも示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

竜巻の元となる降水システムを詳細に分類したのは国内では本研究成果が初めてであり、国内の竜巻の気候学的研究を進める基礎となるものとして重要である。また、その特性によって危険度を推定する足がかりを得ることができ、危険度に応じた注意情報の発表などが期待できる。また、深層学習を用いた自動検出は、実測に基づいた注意情報の発表を可能とする実用性が期待される。
室内実験による竜巻発生条件の解明は、竜巻形成メカニズムを詳細に明らかにする学問的価値のみならず、今後発生予測をより高精度化するための基礎的な知見としての利用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うちオープンアクセス 5件、 査読あり 1件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] 微細スケールの竜巻発生環境:調査・実験・観測2022

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司
    • 雑誌名

      号外 海洋 竜巻シンポジウム ー藤田哲也博士生誕100年を記念してー

      巻: 号外 63 ページ: 79-90

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 2019年延岡竜巻の映像解析2020

    • 著者名/発表者名
      宮城弘守,牧野仁胤,佐々浩司
    • 雑誌名

      風工学シンポジウム講演梗概集

      巻: 26 ページ: 29-34

    • NAID

      130008043675

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小型二重偏波レーダーネットワークによる竜巻親雲の観測2019

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司
    • 雑誌名

      日本風工学会誌

      巻: 44 ページ: 397-405

    • NAID

      130007852677

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 台風201807号に伴う高知の降水システム2019

    • 著者名/発表者名
      西井章、佐々浩司
    • 雑誌名

      台風研究会 大規模・広域・複合台風災害の発生要因の理解と減災に向けて

      巻: 30K-03 ページ: 125-129

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 斜めに貫入する冷気外出流境界における竜巻生成の実験2018

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、西井章、長野陽菜
    • 雑誌名

      第25回風工学シンポジウム論文集

      巻: 25 ページ: 37-42

    • NAID

      130007669543

    • 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] レーダーネットワークを活用した統合防災システムの構築2018

    • 著者名/発表者名
      山中稔、佐々浩司、橋本学、中川一、川池健司、張浩、森牧人、村田文絵、寺尾徹
    • 雑誌名

      第55回自然災害総合シンポジウム講演論文集

      巻: 55 ページ: 57-63

    • NAID

      120006598958

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 深層学習による監視カメラ画像からの漏斗雲の自動検出2022

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、本田理恵
    • 学会等名
      研究会「深層学習を用いたカメラ映像による気象判別」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層学習によるフックエコーの自動検出2022

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、山脇正也、棚瀬旺和、久保智哉、本田理恵
    • 学会等名
      地球惑星連合大会2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 冷気下降流に伴う竜巻発生環境の再現実験2022

    • 著者名/発表者名
      中野崚也、佐々浩司
    • 学会等名
      日本風工学会2022年度年次研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Classification of parent convective systems of tornadoes by using radar reflectivity2022

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Fujii, Koji Sassa
    • 学会等名
      ERAD 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Detection of Funnel Clouds from Observation Camera Images by Deep Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Sassa, Rie Honda, Yuki Fujii, Muteki ARIOKA
    • 学会等名
      ICMCS-XIV
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高知大学レーダーが捉えた竜巻親雲の統計的な特性2021

    • 著者名/発表者名
      藤井虎太朗、佐々浩司
    • 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] 台風遠隔で発生した竜巻親雲の特徴2021

    • 著者名/発表者名
      石戸空、佐々浩司
    • 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] 冷気外出流の貫入に伴う竜巻生成過程の実験2021

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、青柳百華
    • 学会等名
      日本風工学会2021年度年次研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effect of updraft on non-supercell tornado genesis2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Sassa, Haruna Nagano
    • 学会等名
      ICTAM 2020+1
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 貫入する冷気外出流による竜巻発生の最適環境2021

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、中野崚也
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 土佐湾における竜巻親雲のパターン分類2021

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、藤井虎太朗
    • 学会等名
      地球惑星連合大会2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 宮崎に竜巻をもたらす台風遠隔の降水システム2021

    • 著者名/発表者名
      石戸空、佐々浩司
    • 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] 高知大学レーダーネットワークで捕捉した雲内の渦の特性2021

    • 著者名/発表者名
      藤井虎太朗、佐々浩司
    • 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] レーダー反射強度を用いた竜巻親雲の自動検出の試み2021

    • 著者名/発表者名
      山脇正也, 本田理恵, 棚瀬旺和, 佐々浩司
    • 学会等名
      日本気象学会関西支部第2回例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 雲の動きによる竜巻検知方法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      宮城弘守, 牧野仁胤, 松井賢哉, 佐々浩司
    • 学会等名
      日本流体力学会中四国・九州支部第28回講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 微細スケールの竜巻発生環境:調査・実験・観測2021

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司
    • 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 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 台風外縁の波状雲に伴う竜巻2020

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、村田文絵、西井章
    • 学会等名
      日本気象学会2020年度春季大会(発表扱い)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スーパーセル竜巻形成における下降気流の影響2020

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、名黒千尋
    • 学会等名
      日本気象学会2020年度春季大会(発表扱い)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] スーパーセル下層の気流特性の再現2020

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、名黒千尋
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 竜巻をもたらした台風外縁の波状雲2020

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、石戸空,村田文絵, 西井章
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 高知大学レーダーネットワークで捕捉された竜巻親雲の特徴2020

    • 著者名/発表者名
      藤井虎太朗、佐々浩司
    • 学会等名
      日本気象学会関西支部第1回例会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 並列分散処理フレームワークによる時系列画像からの部 分時系列の高速リサンプリングとクラスタリング2020

    • 著者名/発表者名
      棚瀬旺和, 本田理恵
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会 四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 気象監視カメラを用いた災害監視システムの構築 ー深層学習による漏斗雲の自動抽出と追跡ー2020

    • 著者名/発表者名
      藤井祐貴、本田理恵、佐々浩司、村田健史、村永和哉、有岡無敵、棚瀬旺和
    • 学会等名
      DEIM2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習を用いた漏斗雲の抽出と追跡2019

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、藤井祐貴、本田理恵、有岡無敵
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 竜巻形成における上昇流の影響2019

    • 著者名/発表者名
      長野陽菜、佐々浩司
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 気象レーダーと単眼監視カメラ映像を利用する雲底高度の測定2019

    • 著者名/発表者名
      宮城弘守、佐々浩司
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高知における竜巻のレーダー観測2019

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 3-D structure of non-supercell tornado at initial stage2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Sassa, Haruna Nagano
    • 学会等名
      10th European Conference on Severe Stroms
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 下降流に着目したスーパーセル竜巻の模擬実験2019

    • 著者名/発表者名
      名黒千尋、佐々浩司
    • 学会等名
      第24回日本流体力学会中四国・九州支部講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Compact X-band radar network for severe storms observation2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Sassa
    • 学会等名
      2nd ASEAN - Japan Meeting Point of Collaboration by Stakeholders and Researchers for Reducing Environmental Problems in ASEAN Countries
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 平成30年台風24号に伴い発生した竜巻親雲の構造2019

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、西井章
    • 学会等名
      2019年度気象学会関西支部第1回例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Radar Observation of parent clouds of tornadoes in Tosa Bay2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Sassa, Akira Nishiii
    • 学会等名
      Conference on Mesoscale Convective System and High Impact Weather (ICMCS-XIII)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気象庁レーダーで捉えた雲内の渦の分布2018

    • 著者名/発表者名
      西井章、佐々浩司
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 局所的に貫入する冷気外出流に伴う竜巻生成過程の再現実験2018

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、長野陽菜
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 自動検出した漏斗雲画像による竜巻の強さの推定2018

    • 著者名/発表者名
      宮城弘守、本田理恵、佐々浩司
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レーダーネットワークを活用した統合防災システムの構築2018

    • 著者名/発表者名
      山中稔、佐々浩司、橋本学、中川一、川池健司、張浩、森牧人、村田文絵、寺尾徹
    • 学会等名
      第55回自然災害総合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 台風201807号に伴う高知の降水システム2018

    • 著者名/発表者名
      西井章、佐々浩司
    • 学会等名
      平成 30 年度京都大学防災研究所共同集会「台風」 -大規模・広域複合台風災害の発生要因理解と減に向けて -
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Automatic Detection of Funnel Clouds from Pictures by Surveillance Cameras with Deep Learning2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Sassa, Rie Honda, Yuki Fujii
    • 学会等名
      The 29th AMS Conference on Severe Local Storms
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 竜巻を識る 気象研究ノート 第243号2020

    • 著者名/発表者名
      佐々浩司、林泰一、鈴木修、藤吉康志編、佐々浩司他31名
    • 総ページ数
      297
    • 出版者
      日本気象学会
    • ISBN
      9784904129265
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 極端気象を監視する小型気象レーダーネットワーク

    • URL

      http://www.kochi-u.ac.jp/SDGs/activities/report_116.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 監視カメラと気象レーダーによる竜巻の自動検知

    • URL

      http://www.kochi-u.ac.jp/SDGs/activities/report_117.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] TOSA RADAR CHAIN

    • URL

      https://tosa-radar-chain.nict.go.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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