3 0 0 0 IR レーダー情報を用いたゲリラ豪雨の卵の解析
- 著者
- 中北 英一 山口 弘誠 山邊 洋之
- 出版者
- 京都大学防災研究所
- 雑誌
- 京都大学防災研究所年報 (ISSN:0386412X)
- 巻号頁・発行日
- no.52, pp.547-562, 2008
- 被引用文献数
- 4
2 0 0 0 OA 9m2巨大雨量計の開発による地上雨量計の捕捉率の評価
- 著者
- 山口 弘誠 中北 英一 野中 理伸
- 出版者
- 公益社団法人 土木学会
- 雑誌
- 土木学会論文集B1(水工学) (ISSN:2185467X)
- 巻号頁・発行日
- vol.69, no.4, pp.I_307-I_312, 2013 (Released:2014-03-31)
- 参考文献数
- 17
- 被引用文献数
- 1
Some rain-gauges produce a disturbance of the air currents which is called "Jevons effect", thereby a disturbance in the distribution of precipitation of such a kind that a part of the rain is carried past the rain-gauge, and the amount of variation from the true rainfall increases with increasing wind velocity. To evaluate the capture ratio when a strong wind occurs, the 9 m2 huge rain-gauge was invented that could reduce and neglect the Jevons effect. The total amount of rainfall for three months observed from the huge rain-gauge is about 5 % greater than that observed from the standard rain-gauge. 2-dimensional video disdrometer analysis showed that the capture ratio was low during the rainfall which had the small median diameter of the raindrop size distribution.
- 著者
- 高橋 劭 RUTLEDGE S. KEENAN T.D. 守田 治 中北 英一 木村 龍治 藤吉 康志 深尾 昌一郎
- 出版者
- 九州大学
- 雑誌
- 国際学術研究
- 巻号頁・発行日
- 1995
本研究は、地球の気候変動に重要なアジア多島域の巨大積乱雲の組織化過程、降水機能についての国際共同プロジェクトに参加、研究を行うことを目的としている。観測は、オーストラリア・ダ-ウィン沖のMelville島で行ったが、この島は平坦で研究には理想的である。ここではモンスーン直前島全体を覆うような大きな雲システムの発達が知られているが、昼過ぎ海陸風の収束域に雲は発達し始め約1時間で雲頂が18kmにも達する雲、Hectorが東西方向に発達する。強い雨と1分間に数百回もの雷をもたらし面白い事に急に雲は南北に並びを変え、ゆっくり西に動く。このHector雲の組織化過程と降水についての研究のためオーストラリア気象局を中心に国際プロジェクトが組織化された。多くの大学・研究所が参加、オーストラリア側ではドップラーレーダ、エ-ロゾンデ、ウインドプロファイラー、ゾンデ観測が行われ、米国もウインドプロファイラーでの観測を行い、我々のグループはビデオゾンデを持って参加した。ビデオゾンデはHector雲内の降水粒子の分布の直接測定を行うもので、このプロジェクトでも大きな比重を持つものである。観測は常にドップラーレーダと緊密な連絡を取りながら行われた。平成7年夏、研究代表者はオーストラリア気象局のJasper氏とMelville島でのSite Surveyを行い、観測地、宿舎、輸送に伴う税関手続きなどについて調査を行った。平成7年10月、約1トンにも及ぶ観測資材を船で輸送、同年11月15日より1ヶ月間、大学院生4名と研究代表者がMelville島での観測を行った。観測は朝7時から夕方まで日曜なしで行われた。内陸の観測地までは宿泊地から車で40分であった。連日35℃を越す暑さで、幸いレンタルの観測室は冷房はあるが、外は蚊やブヨ、ヒルが多い湿地帯であった。気球格納庫を設置、すぐそばに気球飛揚のため水素ボンベを並べた。ヘリウムは高価なためこの予算では購入できなかった。昼過ぎHector雲が発達、真っ黒い雲列が東に現れ、ドンドンという雷の音とともに接近、一旦Hector内に入ると大変である。激しい雨と突風があり雷はすぐ近くに落ち続ける。一度はすぐ10m先に落雷、強電流が地面から流れ、すべての器械を破壊してしまった。日本に連絡を取り、パ-ツを輸送させ修理をしたが、4日間費やした。この激しい雨と雷の中、水素
1 0 0 0 OA 台風・豪雨災害への備え ─気候変動影響を考慮して
- 著者
- 中北 英一
- 出版者
- 公益財団法人 日本学術協力財団
- 雑誌
- 学術の動向 (ISSN:13423363)
- 巻号頁・発行日
- vol.21, no.11, pp.11_71-11_74, 2016-11-01 (Released:2017-03-03)
1 0 0 0 OA 気候変動の予測情報を利用者まで届けるには
- 著者
- 高薮 出 花崎 直太 塩竈 秀夫 石川 洋一 江守 正多 嶋田 知英 杉崎 宏哉 高橋 潔 仲江川 敏之 中北 英一 西森 基貴 橋爪 真弘 初鹿 宏壮 松井 哲哉 山野 博哉 横木 裕宗 渡部 雅浩
- 出版者
- 水文・水資源学会
- 雑誌
- 水文・水資源学会誌 (ISSN:09151389)
- 巻号頁・発行日
- vol.34, no.6, pp.377-385, 2021-11-05 (Released:2021-11-20)
- 参考文献数
- 11
- 被引用文献数
- 3
過去20余年にわたり,気候変動とその社会への影響に関する膨大な予測情報や知見が創出されてきた.しかし,これらの予測情報や知見が国・地方公共団体や事業者などに広く利活用されるようになるまでにはまだ様々な課題が残っている.そこで,気候予測と影響評価に関する研究に長く携わってきた著者らが現在見られる各種の障害や,解決の糸口について議論した.その結果,気候予測・影響評価・利用者のコミュニティーにはそれぞれ業務の前提と他コミュニティーへの期待があり,それらの間にずれが生じていることが浮かび上がった.解決のためには,気候予測・影響評価・利用者のコミュニティー間の協働が重要である.具体的には,予測情報や知見が創出される前の段階での相互の情報交換やすり合わせによるギャップの解消や,その実現のための制度や設備の整備が必要であることが示された.
1 0 0 0 IR 狭域・短時間の可能最大降水量(PMP)推定手法に関する研究
- 著者
- 辻 基宏 大石 哲 中北 英一 池淵 周一
- 出版者
- 京都大学防災研究所
- 雑誌
- 京都大学防災研究所年報 (ISSN:0386412X)
- 巻号頁・発行日
- no.40, pp.245-262, 1997-04
従来, 都市における水害の原因は台風と低気圧に伴う豪雨によるものが大半を占めていたが, 近年それらは相対的に減少し雷雨性の集中豪雨によるものが増加している.そこで本研究では, そのように都市の防災上重要となる狭域・短時間の可能最大降水量(PMP)の推定をColdRainも表現できる1次元積雲モデルを用い, 10分間のPMPとして80mmを物理的根拠を持って推定した.さらに, 得られたPMPを用いて確率雨量の評価も行った.In urbanized areas, heavy rainfall in short periods of time and in small areas can potentially result in extreme damage.It is important, therefore to estimate the short duration PMP(Probable Maximum Precipitation) which takes heavy rainfall into consideration when planning for river management in or near urbanized areas.In this study, traditional methods for PMP estimation are reviewed, and a new method for short duration PMP estimation, which uses a one‐dimensional cumulonimbus model developed by Ferrier and Houze, is proposed. The 10 minutes PMP for an urbanized areas in the Kinki region is estimated using this method, for which a value of 80 mm was obtained.
1 0 0 0 9m2巨大雨量計の開発による地上雨量計の捕捉率の評価
- 著者
- 山口 弘誠 中北 英一 野中 理伸
- 出版者
- 公益社団法人 土木学会
- 雑誌
- 土木学会論文集B1(水工学)
- 巻号頁・発行日
- vol.69, no.4, pp.I_307-I_312, 2013
- 被引用文献数
- 1
Some rain-gauges produce a disturbance of the air currents which is called "Jevons effect", thereby a disturbance in the distribution of precipitation of such a kind that a part of the rain is carried past the rain-gauge, and the amount of variation from the true rainfall increases with increasing wind velocity. To evaluate the capture ratio when a strong wind occurs, the 9 m2 huge rain-gauge was invented that could reduce and neglect the Jevons effect. The total amount of rainfall for three months observed from the huge rain-gauge is about 5 % greater than that observed from the standard rain-gauge. 2-dimensional video disdrometer analysis showed that the capture ratio was low during the rainfall which had the small median diameter of the raindrop size distribution.
1 0 0 0 XRAINのアンサンブル同化によるメソ対流系発生の予測
近年,線状メソ対流系による豪雨災害が日本各地で増加する傾向にある.このような豪雨災害の被害を減少させるためには,数値予報モデルを用いた高精度な予測情報が求められている.モデルを用いた短時間降水予測では,最適な初期値を与えることが予測精度向上に大きく影響する.そのため,データ同化は最適な初期値を与えるための有効な手法の一つである.線状メソ対流系の初期の同化による発達の予測はある程度成果が出始めているが,気象レーダーを用いたデータ同化によるメソ対流系の発生段階の予測に取り組んだ既往研究はほとんどない.本研究では,中国地方4基・近畿地方4基のXRAINから得られるレーダー反射強度Z<sub>HH</sub>から推定した雨水混合比<em>q<sub>r</sub></em>,偏波レーダーから推定した固相降水粒子混合比を同化することでメソ対流系の発生段階における予測精度向上を狙う.<br />本研究では,2012年7月15日に京都,亀岡で起きた豪雨事例を対象とした.メソ対流系が発生した原因の一つとして,中下層の低温化の気塊が六甲山上空を通過した際に大気不安定をもたらしたと考え,メソ客観解析の気温データをメソ対流系発生前にあたる23:00-23:45に同化した.その結果,中層が低温化し,対流セルが発生した.この結果を踏まえ,雨滴の蒸発による低温化を期待してXRAINの同化を行った.結果として,六甲山系中層の温位低下と水蒸気混合比の増加が確認できた.しかし,対流不安定になるほどの気温低下は起こらず,強いメソ対流系を発生させるには至らなかった.<br />そこで,六甲山でメソ対流系が発生する約5時間前に山口県で降り続いた降水が蒸発しながら東進し,中下層の低温化をもたらしていると考え,同化する時間帯をメソ対流系が発生する時間帯から大幅に早め,同化領域を山口県が含まれるように西側に広く取った.山口県沖から東進する雲をターゲットにして同化を行うことにより,中下層の低温化を引き起こし,メソ対流系初期の降水予測精度を向上させることを目指した.その結果,XRAINの同化によって中下層で低温化が起こり,低温域が六甲山域に到達するタイミングで40メンバー中の7メンバーにおいて対流セルを発生させることに成功した.今後は,雲微物理モデルスキームの改善による予測精度の向上や,アンサンブル予測情報の有効な利用手法の検討について考察していく.
1 0 0 0 X-MP情報を用いたゲリラ豪雨タマゴの渦管構造解析Ⅱ
- 著者
- 佐藤 悠人 中北 英一 山口 弘誠
- 出版者
- 水文・水資源学会
- 雑誌
- 水文・水資源学会研究発表会要旨集
- 巻号頁・発行日
- vol.29, 2016
2008年神戸市都賀川で豪雨による突然の出水により5名の方がなくなるという悲惨な事故が起こった.河川付近にいる人々をゲリラ豪雨から安全に避難させるため,わずか数分でも早いゲリラ豪雨の予測技術の確立,高精度化がより一層急務であると言える.中北らはゲリラ豪雨に発達するタマゴ内部に高い渦度が見られることを発見し,渦度がゲリラ豪雨の危険性予測に極めて有効な指標であることを示しゲリラ豪雨の予報システムを開発した.しかしなぜ高い渦度を持つ積乱雲が発達するかというメカニズムについては未だに明らかでない点が多く,メカニズムの解明が重要である.そこで本研究では渦度とタマゴ発生・発達の理論的背景を解明するために積乱雲初期の渦度分布構造を詳細に解析し,新たな知見を得ることを目的とした.中北らはゲリラ豪雨のタマゴが鉛直渦管構造を持っていることを発見し,これはスーパーセル発達過程初期に見られる渦管構造と類似していることを示した.これによりスーパーセル初期の渦管の発達を表現する流体力学の理論を用いて上昇流の位置を推定できると考えられる.そこで本研究では観測されたレーダー反射因子差<i>Z</i><sub>DR</sub>を用いて上昇流の位置を推定し,理論から導かれる上昇流の位置と一致するか検証を行った.鉛直渦度方程式から上昇流の両脇で正負の渦度が形成されることがわかっており,上昇流がゲリラ豪雨の事例で確認できるか<i>Z</i><sub>DR</sub>を用いて検証した.融解層以上の<i>Z</i><sub>DR</sub>に注目したところ,High<i>Z</i><sub>DR</sub> Columnが確認された.これにより本事例に上昇流が存在しているということがわかりHigh <i>Z</i><sub>DR</sub> Columnの位置と理論から推定される上昇流の位置を比較したところ,上昇流と渦度が対応していると考られるという結果を得た.しかし下層に雨粒がなければ上昇流があってもHigh <i>Z</i><sub>DR</sub> Columnが見られないこと,強い上昇流の位置を正確に知ることができないことからより詳細な上昇流解析を行うためには実際に鉛直風速を算出する必要がある.そこで清水らの手法を用いたTriple Doppler手法から鉛直風速を算出した.ペアーの渦管の間には周囲と比較しても強い上昇流が存在しており,<i>Z</i><sub>DR</sub>による上昇流部推定の結果と矛盾しないことがわかった.
1 0 0 0 OA 流域治水を実現する分散型市民多目的ダムの構築
- 著者
- 森山 聡之 武藏 泰雄 西山 浩司 渡辺 亮一 和泉 信生 森下 功啓 山口 弘誠 中北 英一 島谷 幸宏 河村 明 牛山 素行 松尾 憲親
- 出版者
- 福岡工業大学
- 雑誌
- 基盤研究(B)
- 巻号頁・発行日
- 2014-04-01
分散型多目的市民ダムをスマート化し、水資源確保と洪水制御を行う雨水グリッドとするために、(1)降雨量測定装置としての雨水タンクの検証を行い、雨量計としては利用可能なものの、雨水タンクが砕石充填方式の場合は圧力センサーを水位計として使用しない方が良いことを示した。(2)防災クラウドによる雨水の見える化として、センサーノードとゲートウエイの安定化を計った。(3)豪雨発生診断をSOMを用いて行ったが、予測精度はあまり高くないことが判明した。セキュリティー向上として、 OpenVPNを用い暗号化となりすまし防止を行った。(4)無線回線の安定化を図るためにLoRaWANを検証、良好な結果を得た。
- 著者
- 北側 有輝 城戸 由能 中北 英一
- 出版者
- 水文・水資源学会
- 雑誌
- 水文・水資源学会研究発表会要旨集
- 巻号頁・発行日
- vol.26, 2013
近年,集中豪雨等の極端な気象現象に伴う水災害が多発し,地球規模気候変動による水災害の巨大化や頻発化が懸念されているが,地下水環境への影響評価についての検討事例は国内外を通しても少ないのが現状である.本研究では,今後の適正な地下水利用と持続可能な水資源の確保を目的として,揚水量や涵養量を含む流動特性と水質特性を評価できるモデルと全球気候モデル(GCM)の出力降水を用いて,気候変動が地下水環境へ及ぼす影響評価手法について検討している. 古来より地下水を利用してきた京都盆地を対象地域とし,連続式とDarcy則を基にした飽和平面二次元地下水流動モデルと移流分散式を基礎とした水質モデルを活用し,気象庁気象研究所で開発された超高解像度全球大気モデル(AGCM20)の後期ラン(MRI-AGCM3.2s)における現在気候および近未来気候実験の降水データを用いて地下水位および水質をシミュレーションした.全球気候モデルの空間的再現精度を考慮し,対象領域周辺メッシュの降水量データを入力することにより得た複数の出力結果から,疑似的なアンサンブル予測を行うことにより,地下水環境への影響を不確実性を考慮した確率的情報として表現した. 影響評価手法として,空間的・時間的の2つの観点から統計確率的に表現する手法を検討した.空間的評価手法では全評価対象領域内における期間平均値が一定値以上の水位低下や水質悪化が現れる面積割合,また時間的評価手法では評価対象領域内において一定値以上の水位低下が発生する時間が全解析時間に占める割合をそれぞれ算出して,気候変動による地下水環境への影響を定量評価した.また,アンサンブルメンバーのうち降雪地域を含み降雨特性が大きく異なるメッシュを除いてアンサンブル出力の分散を小さくすることを試みた.空間的評価の結果,超過空間面積率10%となる水位低下は-0.60mであり,年間平均で1.0m以上の水位低下を及ぼす空間は評価空間全体の約3%程度となった.また,時間的評価ではアンサンブル平均を用いた時間的評価により近未来気候の20%超過時間確率は現在気候に比べて-1.7 mの水位低下が拡大する結果となった.しかし,時間的評価手法における分布関数近似が十分でなく,改善の余地がある.
1 0 0 0 OA 「第4回降水に関する国際会議」報告
- 著者
- 中北 英一 宝 馨
- 出版者
- 水文・水資源学会
- 雑誌
- 水文・水資源学会誌 (ISSN:09151389)
- 巻号頁・発行日
- vol.6, no.3, pp.286-290, 1993-09-10 (Released:2009-10-22)
1 0 0 0 OA 最新型偏波レーダーとビデオゾンデの同期集中観測と水災害軽減に向けた総合的基礎研究
- 著者
- 中北 英一 鈴木 賢士 坪木 和久 大石 哲 川村 誠治 橋口 浩之 高橋 劭 城戸 由能 田中 賢治 中川 勝弘 岩井 宏徳 市川 温 杉本 聡一郎 鈴木 善晴 出世 ゆかり 若月 泰孝 相馬 一義 大東 忠保 山口 弘誠
- 出版者
- 京都大学
- 雑誌
- 基盤研究(S)
- 巻号頁・発行日
- 2010-04-01
集中豪雨やゲリラ豪雨による水災害軽減のための総合的基礎研究を実施した。最新型偏波レーダーとの同期フィールド基礎観測実験においてビデオゾンデ観測の汎用化をはかることでこれまで夢に描いてきた積乱雲内の多地点連続観測を実現するとともに、ヒートアイランドの影響を受ける都市域での積乱雲形成・発達過程のマルチセンサー同期観測の緒も開いた。それらを土台に積乱雲のモデル化と豪雨予測手法の開発を行い、加えて早期警戒情報提供や水位予測などの水管理に重要な手法をも構築した。特に、開発したゲリラ豪雨の早期探知・危険性予測手法は国土交通省で現業化され試験運用が開始されており、科学的にも社会的にも意義深い貢献を果たした。
1 0 0 0 OA 台風に伴う豪雨の高精度量的予測と降水形成機構の解明
2006年にドップラーレーダを、宮古島と多良間島に移設し観測を行った。2006年は梅雨、台風3、5、13号の観測を実施した。2007年は台風12号と15号の観測を行い、これらの台風の詳細な構造を明らかにした。観測領域の36時間予報実験を毎日行った。雲解像モデルを用いて観測された台風の超高解像度のシミュレーションを行い、発達メカニズムや構造を明らかにした。レーダデータの雲解像モデルへのデータ同化法を開発し、高精度量的予測に向けた開発を行った。台湾の研究者と国際協力を進めた。
1 0 0 0 IR XバンドMPレーダーを用いたゲリラ豪雨の早期探知と追跡
- 著者
- 中北 英一 山邊 洋之 山口 弘誠
- 出版者
- 京都大学防災研究所
- 雑誌
- 京都大学防災研究所年報 (ISSN:0386412X)
- 巻号頁・発行日
- no.54, pp.381-395, 2010
1 0 0 0 OA 次世代型偏波レーダによる降水量推定・降水予測の高精度化と水管理へのインパクト評価
ゲリラ豪雨を予測するために、レーダーで見えない赤ちゃん雲、ひいては卵の状態がどのようであったかを解析し、さらに豪雨発生の状態から元の卵の状態まで時間的に逆推定することで、何を新たに観測すれば予測が可能となるかを明らかにし、降雨予測手法の発展へと結びつけることを研究目的としている。平成22年度には、2010年7月より試験運用を開始した国土交通省のXバンドMPレーダネットワークを用いて以下の成果を得た。1)近畿地方で発生した22事例の積乱雲を対象にレーダー反射強度の3次元画像解析を行った結果、全ての事例において大気上空3-5km高度でその卵の発生を確認することができた。22事例を平均すると約3分ほど地上降水に先行して大気上空で卵が発生しており、レーダーによる3次元観測が極めて重要であることを示した。2)降水セルの3次元追跡手法を開発し、22事例中14事例(6割強)においては自動追跡が可能となった。3次元降水セル自動追跡結果から、エコートップ高度・降水セルの重心高度・降水セルの体積などの時間変化を解析できるようになり、将来的に豪雨をもたらす積乱雲の特徴付けとなりうる指標を作成した。3)発達する卵かどうかに関連して、ドップラー風速と発生高度に着目して解析した結果、積乱雲へと発生した事例においては、ドップラー風速に収束場や渦位を確認することができた。また、卵の発生高度に関して、偏波間相関係数を用いて融解層高度との関係性を調べたようとしたが、対流性雲では融解層高度の特定が困難であった。以上、3次元偏波レーダーデータを用いて、大気上空での卵の発生をとらえ、さらに自動追跡する手法を開発し、発達する事例においてはドップラー風速との関連陸を明らかにした。今後は解析事例を増やし、他の偏波レーダーパラメータやGPSによる水蒸気量などと卵の発達具合について解析を進めていく。
本研究プロジェクトは「琵琶湖流域の水・熱循環過程解明に向けた総合研究と衛星同期共同観測」を骨子としたオープンなプロジェクトであり,1989年の山梨大学工学部砂田憲吾による提唱をベースに,様々な方々,関係機関のサポートを頂戴しながら,手弁当による参加をベースに継続して続けられてきたものである.フリーな議論をベースにそのあり方を問い続けてきたプロジェクトでもある.その土台をベースに砂田憲吾をプロジェクトリーダーとして進んできた第1ステージが1994年に終了し,1995年からは,1)衛星リモートセンシングデータの地上検証 2)衛星データを用いた水文量抽出アルゴリズム/モデルの開発 3)地表面-大気系の水文循環過程の相互作用の解明 4)水文循環過程の時空間スケール効果の解明 を目的として,本科学研究費補助金をベースとした第2ステージを進めてきた.そこでは,これまでの地上,衛星,航空機による観測に加え,対象領域全体を表現するモデルとのタイアップを新たに目指してきた.その中で,どのスケールをベースに水文過程のアップスケーリングを図って行くべきなのかの議論を深めながら,20km×20kmまでのアップスケーリングをめざし第3ステージに橋渡しをするのが,わが国に根付いてきた琵琶湖プロジェクトのこの第2ステージの果たすべき役割である.'95共同観測では,様々なサポートにより上記第2ステージの目的を追求するのに何よりの航空機,飛行船を導入した大規模な観測態勢を敷くことができた.また,96年度から初の夏期観測をスタートすると共に,モデルとタイアップさせたより深い共同観測のあり方についての議論を行ってきた.成果としては,上記目的それぞれに関する各グループの成果報告,観測・モデルを組み合わせたスケール効果の解明と今後のあるべき共同観測態勢,研究グループ外部をも対象としたデータベースや観測・解析プロダクツを報告書として啓上している.
1 0 0 0 OA IPCC温暖化予測数値情報による極端気象現象と災害発現特性の研究
IPCC5に向けた温暖化研究では、従来からの気象学的気候学的知見に加え、極端現象など災害に直結する影響評価が求められている。本研究ではIPCC4で実施された温暖化予測計算のデータアーカイブに基づいて、疑似温暖化実験による力学ダウンスケーリングを行い、台風などの極丹下現象による災害評価を行った。台風に関しては「可能最悪ケース」の概念を導入し、ある事例に関して経路が少しずつ異なる事例を多数計算し、その中から最大被害をもたらす事例を抽出する手法を開発した。これらの事例について、河川流出計算、高潮計算、強風被害の見積もり等を実施して、被害発生情報を作成した。