2015 Fiscal Year Annual Research Report
大規模自然災害をもたらすブロッキングの素過程の解明及び長期予測の不確実性の低減
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14J01522
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
北野 慈和 北海道大学, 工学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 大気ブロッキング / 爆弾低気圧 / 台風 / 寒波 / 高波 / 極端現象 / 傾圧不安定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度において本研究課題は，主に4点の大きな成果があった．まず一つ目は，冬季の大気ブロッキング現象と北西太平洋域の極端現象の関係を定量的に解析した点である．北太平洋域に発生するブロッキングは，最先端の同現象の同定手法を用いて解析すると冬季においては10日に4日程度と高い頻度で発生する現象である一方，低い頻度で発生する極端現象に関係していることから，その定量化が非常に困難である．本研究ではその関係を定量化するとともに，将来気候におけるブロッキングと日本周辺で発生する低温な日との関係も明らかにした．二つ目は，2014年に発生した北海道根室市に高潮災害をもたらした爆弾低気圧に着目し，その発達過程や停滞性について統計的な解析を行った点である．同事例で重要なプロセスであった複数の爆弾低気圧の融合と，ブロッキング高気圧との位置関係について解析を行った．2015年5月に水防法（昭和24年法律第193号）が一部改正されたが，この際，本成果の一部を加味し北日本における高潮災害の指針が変更された．三つ目は，2015年9月に発生した関東・東北豪雨の解析である．本事例は，2014年の根室市の事例同様，国内における近年の重要な気象に伴う極端現象であるが，気象場・降雨の解析を行った結果，豪雨をもたらした線状降水帯の総観規模・メソスケール・流域スケールの特徴が分かったとともに，ブロッキング現象との定性的・記述的な関係が明らかになった．この成果は，2015年関東・東北豪雨災害土木学会・地盤工学会合同調査団関東グループによる速報会で発表され，さらに最終報告書にも掲載予定である．四つ目の点は，大気波動の物理的解釈を行うための回転水槽実験である．初年度に引き続き，傾圧不安定や極域での循環場，ブロッキング現象などと関連する現象を抽出するとともに，その物理的解釈を行った．以上が，本年度の主要な成果である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は，大気波動と極端現象との関係を，科学的，防災的な両面で解明していくことに主眼がある．当該年度においては，2014年12月の爆弾低気圧による北海道根室市の高潮災害，2015年9月に発生した関東・東北豪雨の解析を行い，前者は水防法（昭和24年法律第193号）の一部改正の際に加味され，後者は土木学会・地盤工学会による調査団によって発表されるなど，社会的に非常に重要な研究成果をあげることができた．前述の通り近年の極端現象の事例解析に力点が置かれた点において，当初の計画とはずれる点を有する．しかし，大規模現象であるブロッキング現象や大気波動とメソスケールの極端現象との関係を記述的・定性的に明らかにしたなど，極端現象の支配要因を精緻に解析したという点で，防災面のみならず科学的にも重要な知見が得られた．これが，当初の計画以上に進展した理由である．さらに，事例解析のみならず，極端現象の将来変化についても，ブロッキング現象に伴う極端現象，爆弾低気圧について解析を行った．将来気候における極端現象の変化を定性的・定量的に解明し，本成果の一部は，ジャーナルに投稿中である．本研究の主要な解析手法の一つである回転水槽室内実験についても，当初の想定を裏付ける成果が得られている．本年度は査読付き国内論文3編，要項等も含めると12点の学会誌等への投稿があり，さらに学会発表も12件行うなど，成果発表も頻繁に行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度では，これまで2年間の成果で得られた大気波動と極端現象との関係性，及びその将来変化に関する普遍的かつ物理的な解釈に力点を置く．これまで2年間の研究により，既往研究の大気波動や温帯低気圧，極端現象等の抽出手法の問題点に対する知見が得られた．この問題点により，本研究課題で対象とするブロッキングや異常気象等の定義が曖昧となり，過去～将来の気候間の比較や，予報につながる物理的メカニズムの解明等が困難である他，統計的な学術解析結果を防災面に活かせない主要因となっていると考えられる．大気波動の異常なパターンを特徴付ける物理的な手法を提案すると共に，室内実験で得られた知見及び，事例解析や統計解析で得られた結果と比較することで，その根拠と意義を提示する．また，将来気候においては，全球の気温が上昇する他，中緯度地域においてはその傾圧性が変化することが予想されている．しかし，現在の最先端の全球気候モデルによる将来予測結果では，気温や大気波動の分布に大きなばらつきを有している．このばらつきは，前述の全球気温及び傾圧性に起因する大気のエネルギー輸送の変化に違いをもたらし，またこの変化から影響を受けていると考えられる．これらのばらつきを将来予測の複数のシナリオと考え，原因と結果を精査することが重要である．最終年度は以上の点を総合的に加味し，これまでの成果と関連させることで，大気のスケールの異なる現象をリンクさせ，科学・防災両面に資する知見をまとめる．
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Research Products
(24 results)
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[Presentation] 底面の加熱および冷却を伴う回転水槽実験2015
Author(s)
一瀬輪子, 北野慈和, 山田朋人, 渡部靖憲, 泉典洋
Organizer
水文・水資源学会2015年度研究発表会
Place of Presentation
首都大学東京南大沢キャンパス・11号館（東京都・八王子市）
Year and Date
2015-09-09 – 2015-09-11
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