水蒸気稠密観測システムの構築による首都圏シビアストームの機構解明

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H00852
• 研究機関: 気象庁気象研究所
• 研究代表者: 小司 禎教 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 室長 (70354446)
• 研究分担者: 酒井 哲 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 主任研究官 (00377988) ; 川村 誠治 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所リモートセンシング研究室, 主任研究員 (10435795) ; 阿保 真 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (20167951) ; 津田 敏隆 京都大学, 生存圏研究所, 名誉教授 (30115886) ; 永井 智広 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 研究官 (30343891) ; 瀬古 弘 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 室長 (60354445) ; 足立 アホロ 気象庁気象研究所, 台風・災害気象研究部, 室長 (80354520)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 首都圏 / 短時間強雨 / 機構解明 / 水蒸気

研究実績の概要

研究計画に則り、観測を継続し、実験システムの構築と解析を行った。
【課題１】首都圏水蒸気稠密観測： 設置型水蒸気ライダーでつくばでの通年観測を実施．可動式水蒸気ライダー１台で３箇所（東京湾中央防波堤埋立地、相模湾、川崎）での観測を実施し、11月に撤去を完了した。葛西臨海公園にてウィンドプロファイラー観測を11月まで実施し、３月に撤去を完了した。都心周辺に5台のGNSS受信機を設置し、連続観測を10月まで継続し、11月に順次撤去を完了した。気象レーダーによる下層水蒸気の解析手法開発のため、気象庁東京レーダーを用いた試験解析及び、位相の安定した気象研究所の固体素子二重偏波レーダーで位相データの観測・収集を行った。地デジ信号による下層水蒸気解析について、これまで開発してきた手法の高度化を行い、試験観測及び観測点の整備を行った。マイクロ波放射計、ドップラーライダーによる水蒸気、風の連続観測を実施した。夏季、不安定降水の予想される日に高層気象台（茨城県つくば市）に依頼し、１５時に高層ゾンデ観測を実施。
【課題２】同化・数値シミュレーション：　平成30年度に気象研のスーパーコンピューター内に構築したデータ同化システムを用い、水蒸気ライダー等による水蒸気鉛直構造データの同化実験を行った。2014～2018年の8月について、10分間隔の関東域の3次元大気構造データセットを作成し、課題３の機構解明に利用した。
【課題３】シビアストーム機構解明：　課題２で構築した3次元大気データセットを用い、夏季東京周辺の大気安定度の日変化を考察し、東京都心周辺で15～16時に不安定度が最大となること、不安定をもたらしているのが下層の昇温と、東京湾から供給される下層水蒸気であることなどを解明した。さらに、都心周囲の下層風パターンをクラスター分類し、1時間70mm以上の短時間強雨をもたらす風系の特徴を考察した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

日本気象学会2019年度秋季大会にて専門分科会「水蒸気観測技術の進展と豪雨予測への貢献」を主催。
報道2件（時事通信（2019年10月26日）「海上からの水蒸気流入観測=九州大雨時、船上で-予測精度向上に期待・気象研」、読売新聞（2020年1月30日夕刊）「海上の水蒸気で豪雨予測」）

研究成果

• [雑誌論文] Non-Gaussian Probability Densities of Convection Initiation and Development Investigated Using a Particle Filter with a Storm-Scale Numerical Weather Prediction Model. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawabata, T. and G. Ueno,
  • 雑誌名: Mon. Wea. Rev. 巻: 148 ページ: 3-20
  • DOI: 10.1175/MWR-D-18-0367.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Observation System Simulation Experiments of Water Vapor Profiles Observed by Raman Lidar using LETKF System (2020)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshida, S. Yokota, H. Seko, T. Sakai, and T. Nagai
  • 雑誌名: SOLA 巻: 16 ページ: 43-50
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 精密衛星測位（GNSS）を用いた水蒸気観測と気象への利用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小司禎教
  • 雑誌名: 第18回英弘シンポジウム”異常気象と局地気象” 巻: 1 ページ: 61-72
• [雑誌論文] Application of parametric speakers to radio acoustic sounding system (2019)
  • 著者名/発表者名: Ahoro ADACHI, Hiroyuki Hashiguchi
  • 雑誌名: Atmospheric Measurement Techniques 巻: 12 ページ: 5699-5715
  • DOI: 10.5194/amt-12-5699-2019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 地上デジタル放送波を用いた水蒸気量推定手法の研究開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川村誠治, 花土弘, 太田弘毅
  • 雑誌名: 情報通信研究機構研究報告 巻: 65(1) ページ: 15-20
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Assimilation impact of high‐temporal‐resolution volume scans on quantitative precipitation forecasts in a severe storm: Evidence from nudging data assimilation experiments with a thermodynamic retrieval method (2019)
  • 著者名/発表者名: Shingo Shimizu Koyuru Iwanami Ryohei Kato Namiko Sakurai Takeshi Maesaka Kaori Kieda Yukari Shusse Shin‐ichi Suzuki
  • 雑誌名: Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 巻: 145 ページ: 2139-2160
  • DOI: 10.1002/qj.3548
  • 査読あり
• [雑誌論文] 夏季の南関東における局地風系の交替時刻の地域分布 (2019)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸芳一・福嶋アダム・高橋日出男
  • 雑誌名: E-journal GEO 巻: 14 ページ: 223-232
  • DOI: 10.4157/ejgeo.14.223
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Sea breeze front observation with water vapor lidar and Doppler lidar at Tokyo Bay -Case of localized heavy rainfall on 19 August 2017- (2020)
  • 著者名/発表者名: T. Sakai, T. Nagai, S. Yoshida, T. Kawabata, Y. Shoji, and K. Shiraishi
  • 学会等名: American Meteorological Society 100th annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 関東平野における近年の風系変化の把握に向けた地表面粗度による観測風の補正手法 (2020)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸芳一・高橋日出男
  • 学会等名: 日本地理学会2020年春季学術大会
• [学会発表] 2019 年に発生した台風15 号及び19 号による農業気象災害の特徴 (2020)
  • 著者名/発表者名: 横山仁、飯塚 聡、日高達也
  • 学会等名: 日本農業気象学会2020年全国大会
• [学会発表] High Space-time Resolution Analysis of Atmospheric Fields using GNSS and Other Observations to Study the Mechanisms of Local Heavy Rainfall in Tokyo Metropolitan Area (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoji, Y., T. Sakai, A. Adachi, S. Yoshida, and T. Nagai
  • 学会等名: Living Planet Symposium 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Ocean Platform GNSS Meteorology for Heavy Rainfall Prediction (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoji, Y., T. Tsuda, T. Kato, H. Terada, and M. Yabuki
  • 学会等名: Living Planet Symposium 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Study of the Mechanisms of Severe Thunderstorm in Tokyo Metropolitan Area using High Frequent Assimilation of GNSS and Other Ground-based Observations (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoji, Y., T. Sakai, A. Adachi, S. Yoshida, and T. Nagai
  • 学会等名: Japan Geosciense Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Study of Water Vapor Monitoring in the Open Ocean using Kinematic Precise Point Positioning (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoji, Y., T. Tsuda, T. Kato, H. Terada, and M. Yabuki
  • 学会等名: Japan Geosciense Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] E-S風系型首都圏短時間強雨への下層水蒸気の寄与 -2017年8月19日の事例 - (2019)
  • 著者名/発表者名: 小司禎教、酒井哲、足立アホロ
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] 船舶搭載GNSSによる東シナ海水蒸気観測実験 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小司禎教
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] 精密衛星測位（GNSS）を用いた水蒸気観測と気象への利用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小司禎教
  • 学会等名: 第18回英弘シンポジウム”異常気象と局地気象”
  • 招待講演
• [学会発表] パラメトリックスピーカーによるRASS観測の精度 (2019)
  • 著者名/発表者名: 足立アホロ、橋口浩之
  • 学会等名: 気象学会2019年度春季大会
• [学会発表] Application of Parametric Speaker to Wind Profiler/RASS (2019)
  • 著者名/発表者名: Ahoro ADACHI and Hiroyuki HASHIGUCHI
  • 学会等名: The 11th International Symposium on Tropospheric Profiling (ISTP)
  • 国際学会
• [学会発表] Application of Parametric Speakers to RASS (2019)
  • 著者名/発表者名: Ahoro ADACHI, Hiroyuki Hashiguchi
  • 学会等名: 39th International Conference on Radar Meteorology
  • 国際学会
• [学会発表] Estimation of shape parameter from C-band polarimetric radar measurements (2019)
  • 著者名/発表者名: Ahoro ADACHI,, Takahisa Kobayashi
  • 学会等名: 39th International Conference on Radar Meteorology
  • 国際学会
• [学会発表] ライダーによる大気境界層内CO2, エアロゾル, 気温,水蒸気の鉛直分布同時観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 阿保 真、柴田泰邦、長澤親生、酒井 哲
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度春季大会
• [学会発表] Technology demonstration of space-borne water vapor DIAL (2019)
  • 著者名/発表者名: Makoto Abo, Chikao Nagasawa, Yasukuni Shibata, Osamu Uchino, Takashi Shibata
  • 学会等名: Japan Geosciense Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 水蒸気分布観測用衛星搭載DIALの提案 (2019)
  • 著者名/発表者名: 阿保 真, 長澤親生, 柴田泰邦, 内野 修, 柴田 隆, 酒井 哲
  • 学会等名: 第37回レーザセンシングシンポジウム
• [学会発表] Proposal for the Japanese Spaceborne DIAL for Water Vapor Profiling (2019)
  • 著者名/発表者名: Makoto Abo, Chikao Nagasawa, Yasukuni Shibata , Osamu Uchino, Takashi Shibata, Tetsu Sakai
  • 学会等名: 2019 AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 地デジ放送波から推定された水蒸気量リアルタイム観測のデータ解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金丸 佳矢, 川村 誠治, 花土 弘
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] 地デジ放送波を用いた水蒸気量推定手法の研究開発-マイクロ波放射計との同時観測- (2019)
  • 著者名/発表者名: 花土 弘, 川村 誠治, 岩井 宏徳, 佐藤 晋介, 中川 勝広, 田尻 拓也, 折笠 成宏, 小司 禎教, 荒木 健太郎, 瀬古 弘
  • 学会等名: JpGU2019
• [学会発表] 地デジ放送波を用いた水蒸気量推定手法の研究開発－首都圏観測展開の現状と小型装置の試作－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 川村 誠治, 花土 弘, 太田 弘毅, 松村 喜修, 森 良輔, 野田 一善, 長谷川 照晃
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度春季大会
• [学会発表] Water vapor estimation using digital terrestrial broadcasting waves - Field test in Tokyo metropolitan area and trial production of small devices - (2019)
  • 著者名/発表者名: Seiji Kawamura, Hiroshi Hanado, Hiroki Ohta, Yoshinobu Matsumura, Ryosuke Mori, Kazuyoshi Noda, Teruaki Hasegawa
  • 学会等名: JpGU2019
• [学会発表] Water vapor measurement using digital terrestrial broadcasting waves (2019)
  • 著者名/発表者名: Seiji Kawamura, Hiroshi Hanado, Hiroki Ohta, Shingo Shimizu
  • 学会等名: 39th International Conference on Radar Meteorology
  • 国際学会
• [学会発表] 地デジ放送波を用いた水蒸気量推定手法の研究開発-首都圏観測展開の加速- (2019)
  • 著者名/発表者名: 川村 誠治, 花土 弘, 金丸 佳矢, 中川 勝広, 北井 信則, 比留間 利通, 佐々木 歩
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] 水蒸気ライダーとドップラーライダーによる海風の観測－2017年8月19日の局地的大雨事例－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 酒井哲, 吉田智, 永井智広, 川畑拓矢, 小司禎教
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] 多種の高頻度高密度観測データを用いた 局地的大雨の同化実験（その１） (2019)
  • 著者名/発表者名: 瀬古弘, 横田祥, 佐藤英一, 小司禎教, 山内洋, 佐藤晋介, 川村誠治
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度春季大会
• [学会発表] Refractivity distributions over the Kanto and Osaka plains and their impacts on the rainfall forecasts (2019)
  • 著者名/発表者名: Seko,H., E. Sato, H. Yamauchi, Y. Shoji, and S. Satoh
  • 学会等名: 9th International Conference on Radar Meteorology
  • 国際学会
• [学会発表] Refractivity Distributions over the Kanto Plain Obtained by Dual-polarization Radar (2019)
  • 著者名/発表者名: Seko,H., E. Sato, and H. Yamauchi
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Spatial and temporal distribution of tropospheric water vapor observed by a Raman lidar and a GNSS receiver network over Shigaraki, Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: YABUKI Masanori, T. Tsuda, Y. Kawano, Y. Tottori, M. Tsukamoto, E. Takeuchi
  • 学会等名: Japan Geosciense Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Development and Observation of Water Vapor Raman Lidars for Localized Torrential Rainfall Prediction (2019)
  • 著者名/発表者名: NAGAI Tomohiro, T. Sakai, S. Yoshida1, T. Izumi, S. Yokota, H. Seko, Y. Shoji, K. Shiraishi
  • 学会等名: Japan Geosciense Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [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 (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
• [学会発表] NHM-RPFを用いた観測誤差の動的推定? (2019)
  • 著者名/発表者名: 川畑拓矢, 上野玄太
  • 学会等名: 非勢力学モデルに関するワークショップ?
• [学会発表] Annual Meeting of European Meteorological Society (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawabata, T, G. Ueno
  • 学会等名: What is the source of chaos in MCS?
  • 国際学会
• [学会発表] The latest status of Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) and its future expansion (2019)
  • 著者名/発表者名: KOGURE Satoshi
  • 学会等名: Japan Geosciense Union Meeting 2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 気象レーダー位相による屈折率の推定について（第2報） (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤英一, 瀬古弘, 南雲信宏
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] Radar refractivity estimation using solid-state weather radar (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato, E., H. Seko, H. Nagumo, and H. Yamauchi
  • 学会等名: 39th International Conference on Radar Meteorology
  • 国際学会
• [学会発表] 戦略的イノベーション創造プログラム「国家レジリエンス（防災・ 減災）の強化」における線状降水帯に関する包括的観測および予測 実験プロジェクトの概要 (2019)
  • 著者名/発表者名: 清水慎吾
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] Assimilation impact of high-temporal-resolution volume scans on quantitative precipitation forecasts in a severe storm; Evidence from nudging data assimilation experiments with a thermodynamical retrieval method (2019)
  • 著者名/発表者名: Shingo Shimizu, Koyuru Iwanami, Ryohei Kato, Namiko Sakurai, Takeshi Maesaka, Kaori Kieda, Yukari Shusse, Shin-ichi Suzuki
  • 学会等名: AMS 39th International Conference on Radar Meteorology
  • 国際学会
• [学会発表] 都市キャノピースキームSPUCを用いた数値シミュレーションによる首都圏の大気境界層構造の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 清野直子, 新藤永樹, 津口裕茂
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [学会発表] 都市キャノピースキームSPUCを用いた数値シミュレーションと観測に基づく首都圏の大気境界層構造の事例解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 清野直子, 新藤永樹, 荒木 健太郎
  • 学会等名: 日本ヒートアイランド学会第１４回全国大会
• [学会発表] 線状降水帯発生環境の気象庁メソ解析によるコンポジット解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 清野直子, 津口裕茂, 廣川康隆, 瀬古弘, 清水慎吾
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] Relationships between water vapor concentration index derived from GNSS and surface wind convergence during localized heavy rainfall in Tokyo in summer (2019)
  • 著者名/発表者名: Seto, Y., Shoji, Y., Tsunematsu, N. and Takahashi, H.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 2018年9月18日に東京都で観測された大雨の事例解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 星野俊介、小司禎教
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] Assimilation experiments of GNSS-derived ZTD and Sentinel-derived products into WRF to improve forecasts of severe rain events in Italy (2019)
  • 著者名/発表者名: Eugenio Realini, M. Lagasio, L. Pulvirenti, A. Parodi, A. Gatti, G. Tagliaferro, G. Venuti, S. Barindelli, E. Passera, A. Rucci, N. Pierdicca, B. Rommen
  • 学会等名: Japan Geosciense Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] An analysis of tropospheric delays using goGPS software on all GEONET stations during the passage of Typhoon Jebi in September 2018 (2019)
  • 著者名/発表者名: Andrea Gatti, E. Realini, G. Tagliaferro
  • 学会等名: Japan Geosciense Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 平地林による農業気象災害の被害軽減事例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 横山仁、村上 暁信
  • 学会等名: 2019年度日本造園学会全国大会
• [学会発表] 環境保全・防災の観点から見た学校緑化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 横山仁
  • 学会等名: 日本安全教育学会第20回山形大会
• [学会発表] 茨城県つくば市における2018 年夏季の気温分布 (2019)
  • 著者名/発表者名: 横山仁、安達 聖、宇治 靖、金子 竜也、浅野 裕樹、日下 博幸
  • 学会等名: 日本ヒートアイランド学会第14回全国大会
• [学会発表] 台風第15号による農業気象災害の概要 (2019)
  • 著者名/発表者名: 横山仁、飯塚 聡、鈴木 真一、清水 慎吾
  • 学会等名: 日本農業気象学会 関東甲信越支部 2019年度例会
• [学会発表] グリーンインフラと防災－平地林等既存緑地の機能と課題に関する考察－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 横山仁、根本征樹、中村一樹、日高達也、飯塚聡、佐藤健
  • 学会等名: 令和元年度自然災害科学研究集会東北地区部会
• [学会・シンポジウム開催] New phase of GPS/GNSS application as an integrated earth observation system/Japan Geosciense Union Meeting 2019 (2019)