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竜巻等突風現象の監視技術の開発

文部科学省 科学技術振興調整費 重要政策課題への機動的対応の推進
「竜巻等の実態および発生予測と対策」(研究代表者 田村幸雄 東京工芸大学)のサブテーマ2として実施
実施期間:平成19年度
担当者:真木雅之・三隅良平・前坂剛・鈴木真一・岩波越・清水慎吾(防災科研)、山田正・平野廣和(中央大)、小林文明(防衛大学校)、鈴木靖・守屋岳・増田有俊・竹下航(日本気象協会)

目的

様々な大気現象はその水平スケールをもとにして分類することができる。本研究課題が対象とする竜巻等の突風現象は水平スケールが2km以下の現象でミクロスケールの現象に分類される。ミクロスケールの現象は寿命も短く、現業の観測網では捉えるのは困難である。本研究の目的は、関東地方にある研究機関や大学が所有している研究用Xバンドレーダをネットワーク化し、竜巻等突風現象の検出と監視の可能性について探ることである。

研究成果

(1)首都圏にはMPレーダを所有している防災科学技術研究所を始め研究用ドップラーレーダを所有している大学や研究機関が複数ある。各機関はこれまで独自の研究テーマのもとで観測をおこなってきたが,局所的な豪雨による都市型水害の発生や2006年に宮崎県延岡市や北海道佐呂間町で発生した竜巻被害を契機として,局地的に発生する気象擾乱の共同観測の必要性が認識されるようになった。科学技術振興調整費による本研究は,その共通認識を具体化するきっかけとなった。

(2)プロトタイプではあるが,目標としていた,4台の既存研究レーダのネットワーク化(X-NET)とリアルタイムデータ処理および強風情報表示システムが完成した。また,X-NETによる観測を実施し,二つの竜巻の事例について解析をおこなった。レーダから10km程度の近距離で観測された海上竜巻については,その構造がレーダデータを用いて明らかにされた。市街地で発生した突風災害の事例では,発生時のメソサイクロンの存在がX-NET観測データにより明らかにされ,被害は竜巻によるものであることが示唆された。

(3)約9ヶ月弱という限られた研究期間ではあったが,本研究により竜巻等突風現象の監視にX-NETが有効であることが示された。

今後の展望

(1)観測の継続:竜巻等突風現象は観測自体が困難なため,主として建物などの被害状況から定量的な解析がおこなわれてきた。X-NETの整備により竜巻など突風現象そのものの観測可能性が高まってきたと言える。今後,定常的な観測を継続し,定量的なレーダデータを取得していく必要がある。その際,防災科研の降雪用MPレーダ,気象協会や気象研究所の可搬型レーダなど,まだネットワーク化されていない既存の研究レーダをネットワーク化する必要がある。

(2)システムの改良:今回の作成したシステムはプロトタイプである。風についてはウィンドプロファイラーや地上の風速計による検証とその結果を踏まえたアルゴリズムの改良をおこなう必要がある。リアルタイム強風表示システムについては,現在は高度1kmの強風情報に限られている。防災の観点からは地上付近の風の分布が重要であるために,レーダの風情報から地表付近の風を推定するアルゴリズムを開発し,地表付近の強風情報を表示するシステムに改良する必要がある。

(3)データ利用:竜巻等突風現象の定量的な気象情報が不足している現状では,突風被害が発生した時のレーダデータは被害状況の調査結果と併せて,竜巻等突風現象の発生機構の理解や風工学分野での研究を進める上で貴重である。そこで,このためのデータベース作りをおこなう必要がある。さらに,防災の観点からは,リスクマネジメント手法を取り入れた情報伝達と利用の研究が必要であろう。

参考資料

真木ほか、2008、竜巻等の監視技術の開発−Xバンドレーダネットワーク「X-NET」、平成19年度科学技術振興調整費研究成果報告書「竜巻等の実態および発生予測と対策」文部科学省、101-135.(downloadSub2_2_sec1-sec5_ed.pdf(2528))