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2018 年度 実績報告書

気候変動に伴う都市における暴風災害リスクの評価

研究課題

研究課題/領域番号 18H01680
研究機関京都大学

研究代表者

竹見 哲也  京都大学, 防災研究所, 准教授 (10314361)

研究分担者 中山 浩成  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (50535903)
石川 裕彦  京都大学, 防災研究所, 教授 (60263159)
堀口 光章  京都大学, 防災研究所, 助教 (60190253)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード暴風 / 災害リスク評価 / 都市気象 / 乱流シミュレーション / 気候変動 / 都市災害 / 風災害
研究実績の概要

都市では、地球温暖化とヒートアイランド現象という二つの温暖化が進行し、建物の高層化や密集化により都市形態が変化している。地球温暖化により台風の強大化が予測される中、建物の高層化・密集化の因子が加わり、都市では災害に対する脆弱性が高まっている。本研究では、建物の高層化・密集化が進む都市において台風といった極端気象現象による暴風災害リスクが温暖化時にどう変化するかについて、現地気象観測と数値モデリングによって定量的に評価することを目的としている。平成30年度は以下の項目について研究を実施した。

気象観測については、上空から地表面温度を計測するため、熱画像カメラ搭載のドローンを導入した。また、大気乱流を計測するため、超音波風速温度計を京都大学防災研究所「宇治川オープンラボラトリー」の気象観測鉄塔に設置し、2年度目の本観測に向けた大気乱流観測を試行し、データ処理系を構築した。このように、2年度目の気象観測のための計測器の整備を進めた。数値モデリング研究については、LESモデルの解像度を2 mとし、保有済みの京都市域の都市建物データを用いて実際の都市の建物や人工構造物をモデルに組み込み、LESモデルの精緻化を進める。また、2018年台風21号による都市での暴風の特徴を把握するため、大阪市および京都市の市街地での暴風をLESモデルによりシミュレーションし、都市での暴風リスク評価の試行をした。さらに、気象モデル・LESモデルの結合化手法の高度化・精緻化も進めた。

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

観測については、熱画像カメラ搭載のドローンの購入が、製造元での製品の部品の不具合等により製造が大幅に遅れ、業者からの納品が1月末となった。これは当初計画から大幅に遅れることになり、結果としてドローンによる熱画像の空撮実験は、2年度目に延期せざるを得なくなった。一方、超音波風速温度計の気象観測鉄塔への設置は想定通りに進め、データ処理系を構築し、大気乱流観測を試行し、データの確認・整理をすることができた。

数値モデル研究については、当初計画していた気象モデル・LESの結合手法の高度化や市街地を対象としたLES計算の試行は順調に進めることができた。さらに、2018年9月に生じた台風21号による近畿地方の都市での暴風災害は、本研究課題の目的に合致していたため、大阪市および京都市の市街地を対象として、LESモデルにより暴風の再現シミュレーションを試みることができ、研究論文の発表に繋げることができた。この点は、当初の計画以上に研究を進めることができた。

以上のように、本研究課題全体を見れば、おおむね順調に研究は進展していると言える。

今後の研究の推進方策

気象観測については、初年度の遅れを取り戻すべく、2年度目の期間前半に、京都大学防災研究所・宇治川オープンラボラトリーにおいて、風速の弱い条件の日に、気象観測鉄塔傍の露場上空にドローンを飛翔し、ドローンに搭載した熱画像カメラにより地表面の熱画像の空撮の試行実験をする。また、同時に鉄塔に設置した超音波風速温度計による乱流計測も行い、ドローンによる空撮実験時の気象状況について把握する。これらの試行実験を進めることで、2年度目の9月に予定している本観測に備える。

数値シミュレーションについては、空撮熱画像から得られる表面温度をLESモデルの下端境界条件として設定する手法の開発を進め、本観測の再現シミュレーションへの準備を進める。

備考

京都大学プレスリリース

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Glasgow(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Glasgow
  • [雑誌論文] Quantitative Estimation of Strong Winds in an Urban District during Typhoon Jebi (2018) by Merging Mesoscale Meteorological and Large-Eddy Simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Takemi Tetsuya、Yoshida Toshiya、Yamasaki Shota、Hase Kentaro
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 15 ページ: 22~27

    • DOI

      10.2151/sola.2019-005

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-Eddy-Simulation Study of the Effects of Building-Height Variability on Turbulent Flows over an Actual Urban Area2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Toshiya、Takemi Tetsuya、Horiguchi Mitsuaki
    • 雑誌名

      Boundary-Layer Meteorology

      巻: 168 ページ: 127~153

    • DOI

      10.1007/s10546-018-0344-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] WRF simulation of surface wind in high latitudes2018

    • 著者名/発表者名
      Dong Haotian、Cao Shuyang、Takemi Tetsuya、Ge Yaojun
    • 雑誌名

      Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics

      巻: 179 ページ: 287~296

    • DOI

      10.1016/j.jweia.2018.06.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The evolution and intensification of Cyclone Pam (2015) and resulting strong winds over the southern Pacific islands2018

    • 著者名/発表者名
      Takemi Tetsuya
    • 雑誌名

      Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics

      巻: 182 ページ: 27~36

    • DOI

      10.1016/j.jweia.2018.09.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of Terrain Representation in Simulating a Stationary Convective System for the July 2017 Northern Kyushu Heavy Rainfall Case2018

    • 著者名/発表者名
      Takemi Tetsuya
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 14 ページ: 153~158

    • DOI

      10.2151/sola.2018-027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large-eddy simulation studies for predicting plume concentrations around nuclear facilities using an overlapping technique2018

    • 著者名/発表者名
      Takemi Tetsuya、Nakayama Hiromasa
    • 雑誌名

      International Journal of Environment and Pollution

      巻: 64 ページ: 125~144

    • DOI

      10.1504/IJEP.2018.10019970

    • 査読あり
  • [学会発表] 建物高さのばらつきを考慮した都市キャノピーによる乱流特性への影響2018

    • 著者名/発表者名
      吉田敏哉,竹見哲也
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度春季大会
  • [学会発表] Effects of building-height variability on turbulence generation in the boundary layer over an urban area2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takemi, Toshiya Yoshida, Mitsuaki Horiguchi
    • 学会等名
      23rd Symposium on Boundary Layers and Turbulence/21st Conference on Air-Sea Interaction
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of turbulent flux and scale within an urban canopy with building-height variability2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Yoshida, Tetsuya Takemi
    • 学会等名
      10th International Conference on Urban Climate/14th Symposium on the Urban Environment
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis on extreme weather under climate change for impact assessment studies2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takemi
    • 学会等名
      The 2nd Kyoto University-Universitat Hamburg Symposium 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] LES analysis of the effect of source heights on the longitudinal distribution of plume concentration in the convective boundary layer capped by a temperature inversion2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Nakayama, Tetsuya Takemi
    • 学会等名
      5th International Workshop on Nonhydrostatic Models. Japan Meteorological Agency, Tokyo, Japan, 14-16 November 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 平成30年台風21号の気象学的特徴と暴風の実態2018

    • 著者名/発表者名
      竹見哲也
    • 学会等名
      日本学術会議主催学術フォーラム/第7回防災学術連携シンポジウム「平成30年夏に複合的に連続発生した自然災害と学会調査報告」
  • [備考] 2018年の台風21号による大阪市街地での暴風シミュレーションに成功

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/190206_1.html

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公開日: 2019-12-27  

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