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線状対流系への水蒸気流入素過程の解明を通した新たな温暖化予測手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23K13414
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分22040:水工学関連
研究機関京都大学

研究代表者

仲 ゆかり  京都大学, 防災研究所, 助教 (30909445)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード水蒸気輸送過程 / 内陸豪雨 / 大気安定度 / フルード数 / 温暖化予測 / 地球温暖化 / 線状対流系 / 地形
研究開始時の研究の概要

線状対流系発生場所への水蒸気の流入プロセスという素過程に着目し,その素過程を観測データ解析や超高解像度数値計算により明らかにする.そして,地球温暖化による大気環境場の変化がその素過程へ与える影響を超高解像度数値計算で分析することで,気候モデルでは表現しきれない新たな線状対流系の発生場所や将来変化を推定することを目指す.

研究実績の概要

本年度は,大気の安定度やフルード数が日本の内陸部への水蒸気輸送過程に与える影響に着目し,数値シミュレーションによってその影響の解明を試みた.
大気の安定度が高ければ,大気の流れは地形などの障害物を水平方向に回り込んで奥へと流れ込むため,内陸で発生する豪雨に水蒸気が輸送される過程にとって大気の安定度は重要なファクターであると仮説を立てて,近畿地方を対象にして大気安定度の関する感度実験を行った.その結果,大気の安定度が高いほど,紀伊水道を通って近畿内陸部へ輸送される水蒸気量が多くなる傾向を明らかにした.
さらに,無次元数フルード数と水蒸気輸送過程の関係を,同様に数値シミュレーションによって解析を行った.その結果,フルード数がある特定の値(フルード数≒0.35~0.7程度)を示すときに,大気は地形と地形の間を加速しながら奥へと流れ込み,水蒸気もより効率的かつ豊富に内陸へと輸送されることを明らかにした.実際に,過去に近畿地方で発生した内陸豪雨の際は,大気場がその特定の値のフルード数を示していることを確認した.また,フルード数を変えた感度実験を行った結果,特定の値以外のフルード数(例えばフルード数>1)を示すときは,紀伊水道より手前の地形で水蒸気が持ち上がることで地形性豪雨が発生し,局所的な内陸豪雨へは繋がらないことを明らかにした.

現在までの達成度 (区分)
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

本年度は,数値シミュレーションや過去の豪雨事例解析を中心に,内陸への水蒸気流入過程のメカニズムに関して着実に解析を進めることができたため,概ね順調に進展している.今後は,温暖化による水蒸気輸送過程の将来変化解析を進めるとともに,より局所的な地形と水蒸気輸送の効果についても解析を進めていき,研究計画の遂行にあたる予定である.

今後の研究の推進方策

今後は,気候モデルによる温暖化予測情報データの解析や,温暖化条件下での数値シミュレーション実験を行う事で,地球温暖化が内陸への水蒸気輸送過程へ与える影響について解析を進める予定である.特に,数値シミュレーションでは詳細な地形を条件とした高解像度シミュレーションを行う事で,解像度の粗い気候モデルで出力されている温暖化予測情報では捉えきれない水蒸気輸送過程の変化を明らかにし,その上で,内陸豪雨が将来どのように変化し得るかの知見を創出することを目指す.水蒸気輸送という素過程から演繹的に内陸豪雨の将来変化予測を行う取り組みは独自性が高く,本研究で今後積極的に推進していく点である.

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 2012年亀岡豪雨を対象にした水蒸気流入過程と大気安定度の感度実験2024

    • 著者名/発表者名
      NAKA Yukari、KAMIYA Taiga、NAKAKITA Eiichi
    • 雑誌名

      土木学会論文集

      巻: 80 号: 16 ページ: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.23-16002

    • ISSN
      2436-6021
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive Future Projections for the Line-shaped Convective System Associated with Baiu front in Japan under RCP Scenarios Using Regional Climate Model and Pseudo Global Warming Experiments2023

    • 著者名/発表者名
      Yukari Naka and Eiichi Nakakita
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 11:1093543 ページ: 1-18

    • DOI

      10.3389/feart.2023.1093543

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Changing Pathways of Atmospheric Rivers on Mesoscale: The impact of Atmospheric Stability on the Pathway to Localized Heavy Rainfall in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Taiga Kamiya, Yukari Naka, and Eiichi Nakakita
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Future projections in rainfall and frontal structure during the Baiu season in Japan using 150-year continuous simulations2023

    • 著者名/発表者名
      Yukari Naka, Machi Harada, and Eiichi Nakakita
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Mesoscale Convective Systems (ICMCS-XV)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2012年亀岡豪雨を対象にした水蒸気流入過程と大気安定度の感度実験2023

    • 著者名/発表者名
      仲ゆかり・神谷太雅・中北英一
    • 学会等名
      第68回水工学講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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