著者
加藤 輝之
出版者
Meteorological Society of Japan
雑誌
気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)
巻号頁・発行日
vol.98, no.3, pp.485-509, 2020 (Released:2020-06-20)
参考文献数
50
被引用文献数
1

日本では3時間積算降水量200mmを超える集中豪雨がしばしば観測され、過酷な地滑りや洪水をもたらす。そのような事例は主に、日本語で「線状降水帯」と名付けられた準停滞線状降水システムによってもたらされる。線状降水帯は次々と発生する発達した対流セルが列をなした、組織化した積乱雲群によって、数時間にわたってほぼ同じ場所を通過または停滞することで作り出される、線状に伸びる長さ50~300km程度、幅20~50km程度の強い降水をともなう雨域として定義される。線状降水帯の形成過程としては主に、暖湿流がほぼ停滞している局地前線に流入することで、対流セルが前線上で同時に発生する破線型と、下層風の風上側に新しい対流セルが繰り返し発生し、既存のセルと線状に組織化するバックビルディング型の2つに分類される。 本研究では、線状の降水システムについての過去研究のレビューに加えて、線状降水帯の数値モデルによる再現性および線状降水帯の発生しやすい条件について調査した。2014年8月20日の広島豪雨の事例の再現では、対流セルの形成・発達過程をおおよそ再現できる少なくとも水平解像度2kmが必要であったが、その内部構造を正確に再現するには水平解像度250~500mが必要であった。2㎞のモデルは10時間前の初期値を用いることで広島の事例を量的に再現したが、予想された最大積算降水量は初期時刻が線状降水帯の発生時刻に近づくにつれてかなり減少した。この減少は過度の下層乾燥空気の流入が新たな積乱雲群が発生する領域を移動させたためであった。 線状降水帯を診断的に予測するために、線状降水帯の発生しやすい条件を過去の集中豪雨事例における大気環境場から統計的に構築した。500m高度データをベースに判断する下層水蒸気場を代表して、(1)大量の水蒸気フラックス量(>150g m-2 s-1)と(2)自由対流高度までの距離が短いこと(<1000 m)の2つの条件を選択した。ほかの4つとして、(3)中層(500hPa と 700hPa)の相対湿度が高い(>60%)、(4)ストームに相対的なヘリシティで判断する大きな鉛直シア(>100m2 s-2)、(5)総観スケール(700hPa で空間 400km平均)の上昇流場で判断する上昇流域と(6)700~850hPaに度々みられる暖気移流を除外するための平衡高度が3000m以上の条件を選択した。
著者
加藤 輝之
出版者
社団法人日本気象学会
雑誌
天気 (ISSN:05460921)
巻号頁・発行日
vol.57, no.12, pp.917-918, 2010-12-31
著者
猪上 華子 加藤 輝之 中井 専人 津口 裕茂 猪上 華子 加藤 輝之 廣川 康隆
出版者
気象庁気象研究所
雑誌
基盤研究(C)
巻号頁・発行日
2009

日本付近の豪雨発生の大気状態を判断すべき高度として、客観解析データや雲解像数値モデルの統計結果から今まで用いられてきた850hPa気圧面(~1500m高度)でなく、500m高度が最適であり、適切な判断要素として同高度の相当温位・水蒸気フラックス量であることを明らかにした。各要素に対しては季節や地域別に客観的に指数化した。豪雪時のレーダー観測との統計的比較から、降雪系によって異なる大気状態が現れやすく、そのことと降雪分布との関係が示唆された。
著者
加藤 輝之
出版者
社団法人日本気象学会
雑誌
Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II (ISSN:00261165)
巻号頁・発行日
vol.73, no.2, pp.241-245, 1995-04-25
被引用文献数
12

新たな雨滴落下スキーム(box-Lagrangianスキーム)を開発した。従来のEuler型のスキームでは、雨滴の混合比qの時間変化をδq/δt=Vδq/δzから計算しているので、タイムステップΔtを雨滴の落下に対するCFL条件(VΔt/Δz<1、ここでVは雨滴の落下速度、Δzは鉛直の格子間隔)をも満足するように決定しなければならない。そこで、新しいスキームでは1鉛直格子箱にある雨滴の総量(可降水量)が完全に保存するように雨滴の落下を考え、そうすることにより雨滴の落下に対するΔtの束縛条件を取り除くことができた。すなわち、可降水量を一定のVで落下させ、Δt後の落下位置にある格子に配分する方法である。雨滴の落下に対するCFL条件から考えられる最大のタイムステップΔt_c(=Δz/V)よりも小さいΔtに対してはbox-LagrangianスキームはEuler型のスキームと一致する。さらに、ΔtをΔt_cの数倍にした場合でもbox-Lagrangianスキームは精度良く安定に雨滴の落下を計算した。数値モデルの下部の格子間隔を大気境界層を表現するために細かく取る場合、box-Lagrangianスキームは特に有効な手段となる。
著者
小倉 義光 加藤 輝之 高野 功
出版者
社団法人日本気象学会
雑誌
天気 (ISSN:05460921)
巻号頁・発行日
vol.52, no.11, pp.869-876, 2005-11-30
参考文献数
4
被引用文献数
1
著者
加藤 輝之
出版者
社団法人日本気象学会
雑誌
Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II (ISSN:00261165)
巻号頁・発行日
vol.74, no.3, pp.355-363, 1996-06-25
参考文献数
15
被引用文献数
10

1993年8月6日に起こった鹿児島豪雨を対象として静水圧モデルと非静水圧モデルとで雨の降り方にどのような違いが生じるかについて調べてみた. 数値モデルとして気象庁の現業用日本域静水圧モデル(Japan Spectal Model)を親モデルとしてネスティングすることができる3次元非弾性非静水圧モデル(Saito, 1994)とそのモデルの静水圧バージョン(Kato and Saito, 1995)を用いた. 降水生成過程として雲水, 雨水を直接予報する雲物理過程と湿潤対流調節をそれぞれ単独にまたは併用して用いた. 雲物理過程を用いた5kmと10km格子の非静水圧モデルは観測とよく一致した連続的な集中豪雨を再現した. Kato and Saito (1995) が理想的な湿潤対流を対象とした比較実験で指摘した通り, 静水圧モデルは非静水圧モデルに比べ雨を過大に降らせ, 降雨域を過大に広げた. また, water loadingの効果が非静水圧の効果より対流の発達には重要であった. さらに, 5km格子の静水圧モデルはKato and Saito (1995) で取り扱った理想的な湿潤対流の場合に比べかなり過大に雨を降らした. 以上の結果より, 高分解能の数値予報モデルにはwater loadingを取り入れた非静水圧モデルを用いることが望まれる.
著者
加藤 輝之
出版者
社団法人日本気象学会
雑誌
Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II (ISSN:00261165)
巻号頁・発行日
vol.76, no.1, pp.97-128, 1998-02-25
被引用文献数
15

1993年8月1日南九州で発生し, 豪雨をもたらしたライン状のレインバンドを雲水・雨水を直接予報する降水過程を持った3次元非庄縮非静水圧モデルを用いて再現することができた。この日, 日本域スペクトルモデル(JSM)は停滞性のレインバンドを再現することができずに降水域を東側へと次第に移動させた。先ず, JSMが停滞を再現できなかった原因について調べた。降水過程を取り替えて調べてみた結果, 湿潤対流調節に原因があって, 粗い分解能やwater loadingの未導入の問題ではなかった。湿潤対流調節スキームは不安定層を安定化させることによって下層を冷やし乾燥化させるので, 地表面付近の比湿が下がってしまった。その結果, 高比湿気塊が風上で存在しなくなり, レインバンドそのものが維持できなくなった。次に, このレインバンドの発生・維持機構について2 kmまたは5 kmの分解能を持つモデルで詳しく調べてみた。南西風によって下層の高比湿気塊が梅雨前線に対応する南北温度傾度が大きい領域に運ばれ, 凝結が起こった。最初, 下層の西風に平行な背の低いロール状の対流が形成され, 発達するにともない個々のセルは活発な対流システムへと組織化された。その結果, 凝結後2時間で下層に(100 km)^2の領域で1.5 hPaを越える著しい気圧低下が生じた。その気圧低下が風の収束・南北温度傾度の増大を引き起こし, 強い収束ラインが形成され, レインバンドが出来上がった。このレインバンドの維持過程としてはバックビルディング型の特徴を示し, レインバンド風上での対流セルの繰り返し発生には風速の鉛直シアが重要であった。今回の降水システムの強化・維持には, 雨滴の蒸発の効果は重要ではなく, 梅雨前線域に存在する相対的に強い南北温度傾度が重要な役割を果たしていた。さらに, 今回のケースについて平均水平運動量収支を計算し, 気塊を追跡することにより下層ジェットの維持・強化過程を調べた。対流活動が引き起こした低圧部によって作られた気圧傾度力による加速が水平移流による減速を打ち消すことにより下層ジェットが維持され, 九州南部に停滞していた。また, 高度1 km以下の層では収束ラインに吹き込む南西風が気圧傾度力によって積分開始後150分で6 ms^<-1>程度加速されていた。その加速された水平風が対流によって上方に輸送され, その一部がレインバンド北側の下層ジェットを強めていた。
著者
加藤 輝之
出版者
社団法人日本気象学会
雑誌
天気 (ISSN:05460921)
巻号頁・発行日
vol.54, no.5, pp.395-398, 2007-05-31
参考文献数
10
被引用文献数
3
著者
傳 剛 新野 宏 加藤 輝之 木村 龍治
出版者
東京大学
雑誌
東京大学海洋研究所大槌臨海研究センター研究報告 (ISSN:13448420)
巻号頁・発行日
vol.25, 2000-03-29

平成11年度共同利用研究集会「北日本の気象と海象」(1999年8月18日~19日, 研究代表者:児玉安正)の講演要旨Atmospheric and oceanographic phenomena around the northern part of Japan(Abstracts of scientific symposia held at Otsuchi Marine Research Center in 1999)