(57)【要約】【課題】季節に応じて雷の発生を精度良く予測する。【解決手段】気圧面決定部２は、高層気象観測データ１をもとに上昇気流の発生しやすい気圧面高度を季節ごとに特定し、その気圧面高度を挟む２つの気圧面を決定する。温位差算出部４は、気象予測モデル演算部３により予測計算された鉛直気温分布から上記決定された気圧面それぞれに対応する気温を求め、気圧面それぞれに対応する気温をもとに上記２つの気圧面の間の温位差を算出する。発雷判定部５は、算出された温位差をもとに雷の発生する度合を判定する。【選択図】      図１
2009031104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の期間毎の気象観測データをもとに気圧面高度を特定し、その気圧面高度を挟む２つの気圧面を決定する気圧面決定手段と、
前記決定された気圧面それぞれに対応する気温を予測する気温予測手段と、
前記気圧面それぞれに対応する気温をもとに前記気圧面間の温位差を算出する温位差算出手段と、
前記算出された温位差をもとに雷の発生を判定する雷判定手段と
を具備することを特徴とする雷予測装置。
【請求項２】
前記雷判定手段は、前記算出された温位差をもとにショワルター安定指数の判定に使用する判定基準によって雷の発生を判定することを特徴とする請求項１記載の雷予測装置。
【請求項３】
所定の期間毎の気象観測データをもとに気圧面高度を特定し、その気圧面高度を挟む２つの気圧面を決定し、
前記決定された気圧面それぞれに対応する気温を予測し、
前記気圧面それぞれに対応する気温をもとに前記気圧面間の温位差を算出し、
前記算出された温位差をもとに雷の発生を判定することを特徴とする雷予測方法。
【請求項４】
前記算出された温位差をもとにショワルター安定指数の判定に使用する判定基準によって雷の発生を判定することを特徴とする請求項３記載の雷予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、雷の発生を予測する雷予測装置及び雷予測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、雷の予測にはショワルター安定指数（ＳＳＩ）が用いられてきた。このショワルター安定指数とは、８５０ｈＰａ面にある空気塊を５００ｈＰａ面まで断熱的に持ち上げたときに、５００ｈＰａ面で観測されている気温Ｔ２から断熱的に持ち上げられた空気塊の温度Ｔ１を引いた差（Ｔ２−Ｔ１）を１℃単位で表したものであり、この値が小さいほど大気が不安定であることを示す（非特許文献１を参照）。
【０００３】
この雷予測方法において、従来は春夏秋冬に拘わらず、上記ショワルター安定指数が定義する８５０ｈＰａ面と５００ｐＰａ面とで、この値を求めて雷を予測していた。
【０００４】
しかし、季節毎に鉛直気象分布は大きく異なり、電荷分離層が発生する高度も異なる。このため、上記８５０ｈＰａ面及び５００ｐＰａ面に相当する気圧面高度は季節に応じて変動するので、春夏秋冬で必ずしも正確な雷予測ができるとは限らなかった。
【非特許文献１】「ショワルター安定指数（ＳＳＩ）」、インターネット＜ＵＲＬ：http://kobam.hp.infoseek.co.jp/meteor/ssi.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来では、８５０ｈＰａ面及び５００ｐＰａ面の気圧面高度に固定してショワルター安定指数を求め、これを大気の安定度として雷の予測に用いていたため、いずれの季節でも正確な雷予測ができるとは限らなかった。特に、冬季は８５０ｈＰａと５００ｈＰａの間よりも下層で上昇気流が発生するために、予測精度が落ちてしまうという問題があった。
【０００６】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、季節に応じて雷の発生を精度良く予測することができる雷予測装置及び雷予測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためにこの発明に係る雷予測装置は、所定の期間毎の気象観測データをもとに気圧面高度を特定し、その気圧面高度を挟む２つの気圧面を決定する気圧面決定手段と、前記決定された気圧面それぞれに対応する気温を予測する気温予測手段と、前記気圧面それぞれに対応する気温をもとに前記気圧面間の温位差を算出する温位差算出手段と、前記算出された温位差をもとに雷の発生を判定する雷判定手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係る雷予測方法は、所定の期間毎の気象観測データをもとに気圧面高度を特定し、その気圧面高度を挟む２つの気圧面を決定し、前記決定された気圧面それぞれに対応する気温を予測し、前記気圧面それぞれに対応する気温をもとに前記気圧面間の温位差を算出し、前記算出された温位差をもとに雷の発生を判定することを特徴とする。
【０００９】
上記構成による雷予測装置及び雷予測方法では、発雷の要因となる上昇気流の発生する気圧面高度が季節によって変化することに着目して、ショワルター安定指数における８５０ｈＰａ及び５００ｈＰａに相当する気圧面を季節等に応じて変化させるようにする。このようにすることで、年間を通じていずれの季節においても発雷の予測精度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
したがってこの発明によれば、季節に応じて雷の発生を精度良く予測することができる雷予測装置及び雷予測方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。  
図１は、この発明に係る雷予測装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。  
雷予測装置は、高層気象観測データ１と、気圧面決定部２と、気象予測モデル演算部３と、温位差算出部４と、発雷判定部５とを備える。高層気象観測データ１は、例えば気象業務支援センターにより配布されている高層気象観測年報を用いる。この高層気象観測年報には１９４７年からの全国１８地点における高度約３０ｋｍまでの気圧、気温、湿度、風の月別の値が収録されている。
【００１２】
気圧面決定部２は、高層気象観測データ１をもとに、例えば月毎や季節毎に上昇気流が発生しやすい気圧面高度を特定し、その気圧面高度を挟む２つの気圧面を決定する。気象予測モデル演算部３は、レーダ等により得られた気象観測データをもとに定期的に数時間先までの鉛直気温分布を予測演算する。温位差算出部４は、気象予測モデル演算部３で予測演算された鉛直気温分布から気圧面決定部２において決定された２つの気圧面それぞれに対応する気温を求め、この気温をもとに２つの気圧面の間の温位差を算出する。例えば、図２に示すように、気圧面Ｐ１に対応する気温をＴ１，気圧面Ｐ２に対応する気温をＴ２とする場合に、Ｐ１−Ｐ２間の温位差を気温Ｔ１、Ｔ２を用いて算出する。
【００１３】
発雷判定部５は、上記温位差算出部４において算出された２つの気圧面間の温位差をもとに雷の発生する可能性を判定する。ここでは、ショワルター安定指数（ＳＳＩ）の判定に使用する判定基準を用いる。ショワルター安定指数（ＳＳＩ）とは、８５０ｈＰａ面の空気塊を５００ｈＰａまで断熱的に持ち上げた場合の温度と、５００ｈＰａ面で観測されている気温との差を示し、大気の安定度を表したものである。ＳＳＩが正の数ならば大気は鉛直安定、負の数ならば鉛直不安定、０ならば中立というのが目安である。一般的に、ＳＳＩが０℃以下になると雷雨が発生し、−３℃になると激しい雷雨が発生すると言われている。
【００１４】
次に、このように構成された雷予測装置の動作について説明する。図２は、雷予測装置の処理手順とその処理内容を示すフローチャートである。  
まず、気圧面決定部２は、高層気象観測データ１に蓄積された過去の気象観測データの入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。気圧面決定部２は、入力された気象観測データをもとに各季節において最も上昇気流が発生しやすい気圧面高度を特定し、その気圧面高度を挟む２つの気圧面を決定する（ステップＳ１０２）。すなわち、ショワルター安定指数における８５０ｈＰａ面と５００ｈＰａ面に相当する気圧面を季節毎に算出する。
【００１５】
気象予測モデル演算部３により予測計算された鉛直気温分布から上記気圧面にそれぞれ対応する気温を求める（ステップＳ１０３）。温位差算出部４は、求められた気温をもとに上記決定した２つの気圧面間の温位差を求める（ステップＳ１０４）。発雷判定部５は、この温位差（Δθ：単位は℃）を大気の安定度を表すＳＳＩとして用いて、以下のように発雷の可能性を判定する。
【００１６】
発雷判定部５は、Δθが−２．９℃より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０５）。Δθが−２．９℃より小さいと判定された場合は、ステップＳ１０６に移行し、高い度合で雷が発生する（強雷）と予測する。さらに、発雷判定部５は、Δθが−２．９℃以上かつ−１．０℃より小さい範囲に入っているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。Δθがこの範囲にあると判定された場合は、ステップＳ１０８に移行して、中程度の度合で雷が発生する（中雷）と予測する。
【００１７】
さらに、発雷判定部５は、Δθが−１．０℃以上かつ−０．３℃より小さい範囲に入っているか否かを判定する（ステップＳ１０９）。Δθがこの範囲であると判定された場合は、低い度合で雷が発生する（弱雷）と予測する（ステップＳ１１０）。また、ステップＳ１０９において、Δθが上記範囲に入らない場合には、雷は発生しないと予測する。
【００１８】
以上述べたように、上記実施形態では、気圧面決定部２は、高層気象観測データ１をもとに上昇気流の発生しやすい気圧面高度を季節ごとに特定し、その気圧面高度を挟む２つの気圧面を決定する。温位差算出部４は、気象予測モデル演算部３により予測計算された鉛直気温分布から上記決定された気圧面それぞれに対応する気温を求め、気圧面それぞれに対応する気温をもとに上記２つの気圧面の間の温位差を算出する。発雷判定部５は、算出された温位差をもとに雷の発生する度合を判定する。すなわち、発雷の要因となる上昇気流の発生する気圧面高度が季節によって変化することに着目して、ショワルター安定指数における８５０ｈＰａ及び５００ｈＰａに相当する気圧面を季節に応じて変化させるようにしたものである。
【００１９】
したがって、上記実施形態によれば、春夏秋冬、季節ごとにショワルター安定指数に相当する温位差を正確に求めることで、年間を通じていずれの季節においても、正確に雷予測を行うことが可能となる。特に、冬季の発雷は８５０ｈＰａと５００ｈＰａの間よりも下層で上昇気流が発生するために、本発明によって高精度の雷予測が可能となる。
【００２０】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明に係る雷予測装置の一実施形態を示す機能ブロック図。
【図２】気象予測モデルにおける鉛直気温分布を表した模式図。
【図３】図１に示す雷予測装置における処理手順とその処理内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２２】
１…高層気象観測データ、２…気圧面決定部、３…気象予測モデル演算部、４…温位差算出部、５…発雷判定部。
【図１】
2009031104.tif 000003
【図２】
2009031104.tif 000004
【図３】
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