| 研究課題/領域番号 |
15H05765
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
中北 英一 京都大学, 防災研究所, 教授 (70183506)
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| 研究分担者 |
坪木 和久 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (90222140)
鈴木 賢士 山口大学, 創成科学研究科, 准教授 (30304497)
大石 哲 神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (30252521)
中川 勝広 国立研究開発法人情報通信研究機構, 経営企画部企画戦略室, プランニングマネージャー (80359009)
橋口 浩之 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (90293943)
牛尾 知雄 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50332961)
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| 研究期間 (年度) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| キーワード | ゲリラ豪雨 / 集中豪雨 / 降水予測 / ストームジェネシス / ヒートアイランド / 都市気象LES / 雲微物理 |
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| 研究実績の概要 |
１．観測によるメカニズムの解明：一連の、サーマル～雲形成～積乱雲の生成(タマゴ・渦形成)～発達過程を捉えるための観測を実施した。①沖縄観測では、ビデオゾンデのモバイル観測手法を用いて積雲の生成域の観測を実施し、過冷却水が多く存在することを示した。また、粒径の異なる雲・降水粒子を全体的に捉えるビデオゾンデ・HYVISの連結観測を行い、固体降水粒子の形状に違いがあることを示した。新たな機器であるCPSゾンデの量的測定精度を検証した。MP降水レーダ、フェーズドアレイレーダ、MP雲レーダの密な観測体制をとり、雲という全く新しいステージの研究に突入し偏波パラメータの特徴を調べた。②神戸観測では、境界層レーダを六甲山西域の都市部へ導入するなど、H29年度の夏季の本観測に向けて順調に観測体制の準備を進めた。また、GPSの解析方法を変更し視線遅延量の分散を用いてそれらの変動時刻を捉える方法を提案した。3台の小型ドップラーレーダーを使って3次元風を変分法で上昇流をリアルタイム計算する方法を実装した。
２．都市気象LESモデル開発：神戸における積雲生成実験を行い、雲粒形成以前にも正負の渦管のペアが存在することを示した。都市部上空では建物の後流由来によって、六甲山西域では山岳の遮蔽効果によって、それぞれ水平渦管の形成メカニズムが異なることを示した。
３．データ同化による降水予測：積乱雲の発達過程におけるモデル開発に関して京都の線上降水帯事例を解析し、3次元的な偏波レーダのデータ同化によって豪雨生成の5時間前から予測可能性があることを示した。
４．水管理手法の高度化：タマゴ渦の渦管動態の解析を進めるために環境風の鉛直シアを解析し、鉛直シアが弱いときにゲリラ豪雨は発生することを示した。加えて雲レーダ解析に着手し、雲粒子形成時においても鉛直渦度の正負ペアがあることを示し、実利用可能性を検討した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の研究計画は全て順調に進んでおり、降水形成よりも前のステージである雲粒子に関する動態解析や渦管解析が当初計画よりをかなり先行して進めることができた。また、雲粒子の渦管解析結果から、実用化にむけての方策も議論可能であることを示すことができたことの成果は大きいと判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
１．本観測の実施とメカニズムの解明：一連の、サーマル～雲形成～積乱雲の生成～発達過程を捉えることを目標とするマルチセンサー観測として、継続して沖縄観測と神戸観測を実施する。沖縄観測においては、一つの積乱雲の成長過程を時間的に解像できるように連続的に観測する。さらに、非常に小さな粒径の雲粒を測ることのできるCPSゾンデを加えて、雲粒子・降水粒子を全体的に捉える“ビデオゾンデ・HYVIS・CPS連結観測”を実施し、“C帯・X帯・Ka帯それぞれのMP気象レーダ”と比較検証を行う。神戸観測においては、いよいよ境界層レーダを加える形で、ドップラーライダ、C帯・X帯・Ka帯それぞれのMP気象レーダ、GPS、から成るマルチセンサー観測システムを設置し、積乱雲の生成過程と発達過程について時系列ごとに捉える。特に、渦管の発生・形成・維持機構に関して連続的なつながりを意識して解析する。また、地デジを用いた水蒸気推定システムを展開していく。
２．都市気象LESモデルの構築：サーマル（熱的上昇流）の発生・発達～積雲の発生まで表現可能なモデル開発を進める。すなわち、街区スケールで発生するレベルのサーマルを表現するため、これまでに開発した基礎モデルに都市の陸面プロセスを導入する。実際の降雨事例に適用し、都市の影響が積雲の発生に及ぼす影響について考察する。
３．観測情報のデータ同化による降水予測：観測で取得されるデータを用いて、メソ気象モデルへのデータ同化実験を行う。各種マルチセンサー観測情報を活かすような手法開発に取り組む。加えて、都市気象LESモデルへのデータ同化に向けた素案を構築する。
４．水管理への応用手法の高度化：ゲリラ豪雨の早期探知・危険性予測手法において、これまで主軸としてきた降水レーダのみならず、雲レーダと降水レーダを連携した渦度情報へと発展させる。
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