2014 Fiscal Year Annual Research Report
超高解像度観測と数値モデルによる大雪や突風をもたらす降雪雲の動態に関する研究
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26242036
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
山田 芳則 気象庁気象研究所, 予報研究部, 室長 (80553164)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 友徳 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 准教授 (10512270)
山田 朋人 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10554959)
南雲 信宏 気象庁気象研究所, 予報研究部, 研究官 (30624960)
藤吉 康志 北海道大学, 低温科学研究所, 特任教授 (40142749)
牛尾 知雄 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50332961)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 降雪雲 / 大雪 / 突風 / 降雪量 / X-MPレーダー / ドップラーレーダー / 数値モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
雪雲に関わるメソα～γスケールの現象の解明やX-MPレーダーの高度利用に資する有益な成果が得られている。
雪雲のメソβ、γスケール構造の解明のため、雲内の気流構造を高精度で算出するために必須となる、ドップラー速度データの高性能な品質管理方法の開発に成功した。この方法を北広島と石狩でのX-MPレーダーデータに適用後、先端的な風解析方法によって札幌での雪雲に伴う突風の監視可能性を確認した。雪雲の対流スケールの観測のために、Kuバンドレーダーを北海道電力総合研究所の屋上に移設し観測を開始した。
通常の気象測器や船舶レーダーと降水粒子計、大気電場計、イオンカウンターによる総合的な観測から、雪雲が発生した環境場に依存して雪の降り方が全く異なることが明らかになった。季節風時には海上で形成された雪が下層ジェットによってその前方に新たに雪雲を発生させながら海岸から札幌市街まで地面に積もった雪を巻き上げて侵入するため、吹雪が発生し悪視程となる。陸風時には札幌市内からの冷気流の上を相対的な暖湿空気が上昇することで雪雲が発生し、地表は静穏で大きな雪片が静かに降り積もる。また、雪雲からの降水粒子の落下速度と大きさ及び気象要素の空間変化を調べてレーダーの検証を行うために、石狩湾沿岸から内陸部までの移動観測を特殊観測車で3回実施した。
石狩湾上の大雪をもたらす小低気圧の発生要因を総観場の特徴から明らかにするために、WRFによる26年間の20kmメッシュ実験ランを解析し、小低気圧の検出方法の検討を行った。ポーラーローに関連して発生する石狩湾の小低気圧については対流圏下層の循環場に基づいて検出可能であることを確認した。
X-MPレーダーによる精度よい降雪量評価法には、暖候期でのレーダー降雨強度と地上雨量計との間に存在する、レーダーからの距離に依存した系統的な降雨検知の時間差を考慮する必要性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
雪雲に関わるメソα～γスケールの現象について、X-MPレーダー解析や地上降雪観測、数値モデルによる研究ではデータ取得や解析が全般的におおむね順調に進捗していると考えている。なお、観測は3月末まで行われていたこともあり、データ解析は4月から本格的に始まった。気象庁のレーダーデータについては、昨冬分が一括して提供されるため、利用できるようになるのは5月上旬からである。雲解像度の数値モデルによる降雪雲に関する実験は、気象研究所のスーパーコンピューターが更新作業により平成26年12月上旬から平成27年3月上旬まで使用できなかったため3月中旬から再開した。
計画通りに進捗しているものは、ドップラーレーダーデータによる降雪雲のメソβ、γスケールの解析、固定型と移動型の地上降雪観測によるデータ収集と解析、札幌市周辺に大雪をもたらすメソαスケールの気象場の解析と抽出、数値モデルによる雲解像度の実験、X-MPレーダーから降雪量を精度よく評価するための基礎的な研究である。計画以上の成果は、ドップラー速度データの高性能な品質管理方法の開発に成功したことである。この結果、気象庁レーダーやX-MPレーダーデータから雲内のメソβ、γスケールの気流構造の解析効率が格段に向上した。計画が十分に達成されていない部分は、雪雲の対流スケールの構造の解析のために導入したKuバンドレーダー観測において、アンテナの高速回転や信号処理装置に想定外の不具合が発生し、十分なデータが取得できていないことである。
X-MPレーダーデータを防災の分野で高度に利用するために、昨年度のデータ解析に基づいて、現行の観測方法や観測データの改善につながるような提言をまとめて北海道開発局などの関係する機関に提出した。また、開発したドップラー速度データの高性能な品質管理方法についても気象庁の関係部署に情報を提供した。
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| Strategy for Future Research Activity |
大雪や突風をもたらすような雪雲の解明に向けて、下記のように昨年度と同様の観測やモデル実験等を引き続き実施する。
①国内初となる、複雑地形上でも空間解像度 1 km 程度で雪雲内の気流構造を算出できるような解析システムの開発を行うこと。これは、石狩湾上や石狩平野上の雪雲は周囲の山地の影響を受けていることが多いと考えられるからである。②石狩平野に展開されているドップラーレーダー（札幌、新千歳、北広島、石狩）データを駆使して、様々な降雪雲についてメソβ、γスケールの構造を解析し、大雪をもたらす降雪雲の特徴を明らかにすること、③船舶レーダーと地上観測などから、大雪や吹雪等を発生させるような雲の特徴を明らかにすること、④観測で捉えられた特徴的な現象に関して雲解像度の数値実験を実施すること、⑤X-MPレーダーデータと降雪粒子観測とを組み合わせて、精度の高い降雪強度の算出方法を開発すること、⑥石狩平野に大雪をもたらすメソαスケールの現象に関する解析や数値モデル実験を実施すること、⑦平成26年度に取得したデータ解析を進めること、である。
雪雲の対流スケールの構造を観測するためのKuバンドレーダーについては、アンテナや信号処理装置の不具合が生じている状況を早急に解消して、観測が確実に実施できるようにメーカーにも協力を依頼して対策を講じる。
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| Remarks |
この科研費のために、研究の意義や概要を広く知ってもらうことを目的として解説したページである。現時点では主に研究内容の簡潔な紹介にとどまってはいるものの、得られた成果等を追加して、今後さらに充実させていく。一般市民の方にも理解してもらえるように文章やコンテンツなどを工夫する。
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Research Products
(8 results)
