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2016 年度 実施状況報告書

高解像度地表面状態量推定を導入した短時間降雨予測手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K06230
研究機関山梨大学

研究代表者

相馬 一義  山梨大学, 総合研究部, 准教授 (40452320)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード雲解像気象モデル / 降雨予測 / 都市活動 / 大気陸面結合モデル / 局地的大雨 / 大気陸面相互作用 / 高解像度地表面状態量推定
研究実績の概要

近年,都市域での短時間強雨による深刻な被害が多発しており,都市と郊外の気温差がその一因として指摘されている.気温差を考慮して短時間強雨予測精度を高めるためには,衛星リモートセンシングデータを活用した高解像度かつ正確な地表面状態量の推定・導入が不可欠であるが,具体的な手法構築は未解決の大きな課題となっている.
本研究では,最先端衛星リモートセンシングを駆使した高解像度(数km)地表面状態量推定を行い,短時間強雨予測に導入するシステムを構築する(課題1).さらに,最先端機器(地表面状態量直接観測・新型降水レーダー等)を駆使した観測結果を用いて検証・改良を行い,短時間強雨予測精度向上に対する高解像度かつ正確な地表面状態量推定の効果を明らかにする(課題2).
平成28年度には,課題1について静止気象衛星を用いた最先端の日射量推定データ(空間解像度1km,30分毎)を山梨大学で取得可能とした.また,気温・気圧・湿度・風速については京都大学生存圏データベースから気象庁MSMによる予測の初期値(空間解像度約5km,3時間毎)を取得可能とした.さらに現在,取得したデータの地表面状態量推定システムへの導入を図っている.
課題2について,研究代表者らが構築してきた短時間強雨予測システムを用いて2012年8月3日(晴天日)を対象にシミュレーションを行い,高解像度地表面状態量推定の一部である人工排熱量分布(空間解像度約1km)導入の効果を検討した.気温の再現性についてAMeDASによる多地点観測値と比較・検証したところ,日平均気温・日最高気温について精度向上が見られた.一方で日最低気温については改善が見られなかった.この結果を平成29年度の地表面状態量推定システム改良へ活用していく予定である.

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

以下の点で研究が順調に進んでいる
1.静止気象衛星を用いた最先端日射量推定データ(空間解像度1km,30分毎)及び気象庁MSMによる予測の初期値(空間解像度約5km,3時間毎)を山梨大学で取得可能とした.
2.短時間強雨予測システムを用いて2012年8月3日(晴天日)を対象にシミュレーションを行い,高解像度地表面状態量推定の一部である人工排熱量分布(空間解像度1km)導入の効果を検討した.
一方以下の点で若干研究に遅れが生じている
3. 新たに取得したデータの地表面状態量推定システムへの導入するための改良については現在実行中である.

今後の研究の推進方策

平成29年度は,課題1「高解像度地表面状態量推定を導入した短時間強雨予測システムの構築」について,平成28年度に取得可能とした静止気象衛星を用いた最先端の日射量推定データ及び気象庁MSMによる予測の初期値を導入し,システムを完成させる.課題2「開発した短時間強雨予測システムの最先端観測との比較による検証・改良」については,本研究で開発した短時間強雨予測システムを用いた高解像度計算を行い,短時間強雨集中観測データと比較した検証を行う.まず,静穏な夏季晴天日を抽出して都市域と郊外との気温差について,AMeDAS観測値を用いて検証し,地表面状態量直接観測・ドップラーライダー観測と比較してヒートアイランド現象の再現性を検証する.次に,京阪神で降水が見られた事例についてXバンドMPレーダー,フェーズドアレーレーダー,雲レーダー観測値も活用し,積乱雲が発生・発達する際の風速・気温・水蒸気・雲量の再現性を検証する.加えて大気場の初期条件・境界条件は再現計算と同一であるが,地表面状態量(地表面温度・土壌水分量)のみ別な年の推定値に入れ替えた仮想実験を行う.再現計算と仮想実験の結果を比較することで,現実的に起こりうる地表面状態量の差がヒートアイランド・局地的大雨に与える影響を明らかにし,本研究で開発した詳細な地表面状態量推定システムを導入する意義を明らかにする.
また,本研究で得られた研究結果について,査読付き論文(Journal of Geophysical Research誌等),学会発表(American Geophysical Union等)にて学術的に公表するとともに,ウェブ上で最新の成果を公開し,一般の方にもわかりやすい解説に努める.

次年度使用額が生じた理由

平成28年度に購入した交通量分布データについて年度初めに予定していた金額よりも安価に購入するなど,平成28年度の予算使用について合理化を図った.その結果,より少額で当初の目的を達成することができため,次年度使用額が生じた.

次年度使用額の使用計画

平成29年度へ持ち越した研究費については,神戸市住吉小学校にて継続しているシステム検証用都市気象観測の保守,及び成果発表に用いる予定である.

備考

研究代表者らが開発している短時間強雨予測システムの情報を掲載している.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Wijaya Kusuma University of Purwokerto(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      Wijaya Kusuma University of Purwokerto
  • [雑誌論文] Development and Validation of Heavy Rainfall Prediction Method Considering the Urban Activity Information in Jakarta, Indonesia2016

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Syahir Bin Md Din, Kazuyoshi Souma, Hasti Widyasamratri, Tadashi Suetsugi, Jun Magome, Hiroshi Ishidaira, and Kenji Tanaka
    • 雑誌名

      Annuals of Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University

      巻: 59B ページ: 570-575

    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 災害をもたらす気象現象とその観測・予測について2017

    • 著者名/発表者名
      相馬一義
    • 学会等名
      疾グループ合同社員研修会
    • 発表場所
      疾測量株式会社(山梨県・甲府市)
    • 年月日
      2017-02-18 – 2017-02-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Cloud Resolving Meteorological Model Including Urban Activities and Its Application to Asian Megacities2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Souma, Ryosuke Noyori, Muhammad Syahir Bin Md Din, Takuya Takayama, Hasti Widyasamratri, Jun Magome, Hiroshi Ishidaira
    • 学会等名
      University of Yamanashi International Symposium UYIS 2016 (UYIS2016)
    • 発表場所
      University of Yamanashi, Kofu, Japan
    • 年月日
      2016-11-22 – 2016-11-22
  • [学会発表] 雲解像気象モデルを用いた都市発展が京阪神地方の気温に与える影響評価2016

    • 著者名/発表者名
      髙山拓哉, 相馬一義, 末次忠司
    • 学会等名
      水文・水資源学会2016年研究発表会要旨集
    • 発表場所
      コラッセふくしま(福島県・福島市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-17
  • [学会発表] ヒートアイランド・局地的大雨へ小規模緑地が与える影響評価―2008年雑司ヶ谷豪雨を例として―2016

    • 著者名/発表者名
      岡田拓也, 相馬一義, 末次忠司
    • 学会等名
      水文・水資源学会2016年研究発表会要旨集
    • 発表場所
      コラッセふくしま(福島県・福島市)
    • 年月日
      2016-09-15 – 2016-09-17
  • [学会発表] Land Surface Model Development about Anthroposphere - Introduction of urban activities and its effects in land-atompsphere coupled model-2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Souma, Ryosuke Noyori, Takuya Takayama, Takuya Okada, Muhammad Syahir Bin Md Din, Hasti Widyasamratri, Kenji Tanaka, Koichi Hasegawa, Jun Magome, Hiroshi Ishidaira, Yutaka Ichikawa, Tadashi Suetsugi
    • 学会等名
      Workshop on Land Surface Model Development for the Coming Decade
    • 発表場所
      the University of Tokyo, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-07-27 – 2016-07-28
  • [学会発表] Estimation of urban activity information and its application to a cloud resolving meteorological model2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Souma, Ryosuke Noyori, Muhammad Syahir Bin Md Din, Hasti Widyasamratri, Kenji Tanaka, Koichi Hasegawa, Jun Magome, Hiroshi Ishidaira, Yutaka Ichikawa
    • 学会等名
      平成28年度第1回水資源セミナー, 京都大学防災研究所水資源環境研究センター
    • 発表場所
      京都大学防災研究所水資源環境研究センター(京都府・宇治市)
    • 年月日
      2016-07-19 – 2016-07-19
  • [学会発表] Heavy Rainfall Prediction Considering Urban Activity Information in Jakarta, Indonesia2016

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Syahir Bin Md Din, Kazuyoshi Souma, Hasti Widyasamratri, Tadashi Suetsugi, Jun Magome, Hiroshi Ishidaira, and Kenji Tanaka
    • 学会等名
      7th International Conference on Water Resources and Environment Research (ICWRER2016)
    • 発表場所
      Kyoto TERRSA, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-06-05 – 2016-06-09
    • 国際学会
  • [備考] CReSiBUCホームページ

    • URL

      http://www.tok2.com/home/ksouma/soumacresibuc2.html

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公開日: 2018-01-16  

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