北海道西岸地方の大雪に関する観測・調査研究・予測の変遷

タイロスⅠ観測
1960年.4.月2日

村松 照男
日本気象学会北海道支部60周年
2017年 3月16日

ひまわり9号初画像
2017. 1.2411.40 VIS

北海道西岸地方の大雪に関する観測・調査研究・予測の変遷
北海道西岸地方の大雪● 1957年（支部創立年）からの観測システムの変遷● １９70年代の観測、調査研究の黎明期の時代から都市豪雪災害への取り組みへ● ～現在まで・・・ 調査研究、予測の総合化、加えて数値予報の進化による大雪予想の量的●予測の高度化のが進展。この先は・・。

北海道西岸小低圧型の帯状雲、渦状雲とは南北帯状雲

帯状(弧状）
エコー※

渦状雲

1972年2月22日21時※1.17石狩地方局地豪雪調査チーム雪氷学会報告書

-10℃

アルタン高原-２0℃

スタノボォイ山脈

Ｈ

札幌
31873

-３0℃

山地
サハリン

シベリア高気圧

カムチャッカ半島

オホーツク海Ｌ

千島東方海上の発達した低気圧

●陸風

北海道
●ユーラシア大陸南東部、偏西風の蛇行、シベリ高気圧の停滞●アムール川平原の寒気核の滞留、●北西、西北西流による寒気移流、日本海への寒気氾濫●シホテアリン山脈の影響、サハリンの影響、流氷（海氷）域の拡大●暖かい日本海北部海上での気団変質●収束線・収束帯で降雪雲の形成・持続●北海道の寒気滞留流失、地形の影響

観測システムの変遷‐1950★1957年

高層観測（自動追跡システム）開始‐1960 ★1963年 札幌レーダー観測開始★1968年 極軌道衛星 ESSA,NOAA‐1970（1971年～73年 啓風丸特別観測）★1974年

アメダス運用開始(積雪計：1979年～）★1977年 静止気象ひまわり(1号）打ち上げ‐1980

・1984年 SDAS（ひまわり受信システム）★1985年‐1990

北大 Ｘバンドレーダー観測開始（1992年 北大グループ、気象庁観測船集中観測）★1993年

札幌総合情報センター、「降雪観測予測システム］（１996年 石狩湾周辺、複数のドップラーレーダー集中観測）‐2000

2003年 北大新ドップラー 観測システム★ 2005年

ひまわり6号（３軸衛星、運輸多目的衛星）

1949年から1960年代の観測・解析

降雪バンド

気圧偏差（長谷川 １９４９）（小気圧が出現した30例と冬季平均値との偏差 ）タイロスⅠ観測
1960年.4.月2日
1159JST(Higuchi,1963)
石狩平野の局地的大雪の雲の分布 い鹿rNimbus Ⅱ 観測
1967年1月8日
1009JST( 齋藤他、1968）
1159JST

エコー分布と局地天気図 1965年2月23日3時
137mm（当別） 幅２０ｋｍ 長さ70km ( 齋藤他、1968）(Higuchi,1963)2015年

ひまわり可視画像とレーダー画像（2012年2月8日10時JST）と非静力学モデルNHM-5kmの975hPa面 予想図(2月8日10時）『冬季の北海道西岸に生ずる収束線と祖の成因の再整理 その２』
※小谷野（２０１５）より引用

1960年代から80年代の観測、調査研究の変遷
・ 1961～62年 「石狩平野の局地的大雪調査」(特別観測)・ 1963～66年 石狩平野降雪総合観測、積雪分布観測(70～72）
・ 1965年 予報検討会（札幌管区気象台：石狩平野における局地的大雪）
・ 1971～73年 『石狩湾小低気圧による大雪に関する研究』・ 1973～74年予報検討会（気象庁：上記テーマ）※北大と気象台との共同研究（1974～75年）（1972～73年 啓風丸特別観測）・ 1975年 気象学会（札幌）『冬の低気圧に関するシンポジウム』
・ 1979年～ 北大 『都市の豪雪災害』 「降雪短時間予報』(81～)『西岸帯状収束帯』(84～)1★ 1985年 北大Ｘバンドレーダー観測開始

・ 1986～89年『北海道西岸に発生する小低気圧による大雪に関する地方共同研究』（1989） ・・・(1980年代のまとめ：総合報告）
・ 1987年 気象学会（札幌）シンポジウム『どか雪』

1970年代始め

帯状雲、小低気圧の発生モデル

石狩平野の日降雪量分布(cm) 1973年1月10日( 菊地他、1975)

石狩平野の積雪分布(cm) 1971年3月11日( 岡林、1972)( 菊地他、1972)収束帯状雲、小低気圧の発生・成長（啓風丸特別観測） 1972年
22日15時0１分

22日21時帯状雲から渦状雲の発生
23日21時00分
分（村松、1973）

23日18時30分

22日09時00分
1972年

23日09時0１分

帯状（弧状）エコーの構造、エコーの動き、維持機構
22日15時01分 1972年

Ｌモード

Ｔモード

（村松、1973）

1980年代からの取り組み

観測・調査研究から予測へ一歩踏み出す◆1991～93年(気象台）『雪の面的予報技術の開発、降雪量予想』◆ 1992年・・「都市の豪雪災害の予測と軽減化・防除に関する研究」(北大グループ中心。 93年：総合報告 約600ｐｐ）◆ ：1993年～札幌総合情報センター「降雪予測観測システム」◆ 1997～99年 (気象台） 『降水の集中・強化をもたらすメソスケー
ル場の解析と予測に関する研究』・ 1998年（気象庁）分布予報、時系列予報（※開発を担当）
・ 2003年 北大、新観測システム、新ドップラーシステム
・ 2005年 3軸衛星、ひまわり6号（多チャンネル、時間分解能）◆ 2004年 気象庁『非静力学メソモデル』現業化
・ 2003年～２０05年 『非静力学数値予報モデルによる大雪に関する地方共同研究』

・ ２０１５年 ひまわり８号［高解像度、多チャンネル）1988年

降雪雲の動的構造学会札幌大会シンポジウム「どか雪」(報告）若濱(1988)
３次元ドップラーレーダー観測を主に、石狩地方に大雪をもたらした帯状収束雲の動的構造を観測。

RHＩ画像 （301度方向[西北西）断面3次元構構造（ａ）とドップラー速度。 Ｃ：海岸線、ＳＦ：シアーフロント

RHI 風ベクトルの時間・高度断面図
北大観測点上空

帯状収束雲の鉛直断面の模式図

雲型（気象衛星画像）から見た西岸小低気圧の分類‐‐大雪をもたらす雲の形態別分類と総観場の特徴‐‐（気象台）（10年間272例）（1979～1979年

)

① Ａ型
南
北
帯 （B状 型
雲

1989年

（26％ )

1989年（技術時報別冊 38号（1-137 pp,1989))

分類：・500mbの特徴、・,850mbの特徴,・地上気圧配置の特徴、・雲型の特徴、その他の特徴、モデル分類

（8％ )
（Ａ型)

（8％ )

（9％ )

)

（C型

（34％))②
曲折
帯状雲③渦状 B雲 型)

（C型

（8％ )
（7％ )

『 2台のドップラーレーダーによる帯状収束雲の観測 』
高度0m

高度1. 5km

高度0.5km

高度1.km

高度2km

高度2.5km

1991年

佐藤他(1991)
細氷 37号、pp34-35

北海道西岸帯状収束雲の発生、その南端が石狩湾に侵入した時の3次元構構造

・『季節風時現れる帯状エコーの併合と分離」
・『 主風向に平行なを持つ2台のドップラーレイダーを用いた研究―筋状降雪雲の2＊1994年報告

2006年の報告

西岸小低メソ天気系概念モデル
大雪現象の予想の動的な構造把握・共通化
南北帯状雲型ケース最盛期-衰弱期

最盛期

総観場の概念モデル

ＮＨＭが予想した1ｊ時間降水量と地上風ベクトル『降水の集中・強化をもたらすメソスケール場の解析と予測に関する研究』[ 1997年～99年 地方共同研究 技術時報別冊 50号(2000年）

2006年の報告『寒気吹きだし時に日本海北部に発生する太い筋雲の形成メカニズム』：数値実験（大竹他、2009 ）

積算雲水量(水、氷）

日本海北部に発生する太い筋雲

太い筋雲の形成メカニズムの模式図
点線は海上で下層の温位の等値線

太い筋雲の形成メカニズム①シホテアリン山脈中央部の海岸付近にある山岳がトリガー②北東側、南西側の山脈の高低差、異なる温位分布⇒前線帯の形成
地形図

石狩平野に帯状の大雪をもたらした沿海州から伸びる地形で強化された雲バンド（村松、1979）
1972. .20(NOAA)

2015年報告： ＮＨＭを使っての『冬季の北海道西岸に生じ収束線とその成因の再整理」
収束帯状雲の予測：ひまわり可視画像とレーダー画像と非静力学モデルの975hPa面 予想図（2012年2月8日10時JST）※小谷野2015年）の報告冬季の北海道西岸に生じる収束雲の要因となる下層風◎ 大陸から吹き出す北西風① 大陸の地形によって変形された
北西風②間宮海峡を吹き抜ける北風③オホーツク海からの北東風④北海道内陸部から吹き出す陸風降雪強化メカニズム○石狩湾周辺の降雪強化要因
・手稲山系の迂回流の効果
・降雪蒸発による冷気層の発達⇒下層収束の強化で発達(重要と思ったけど)積丹半島の地形はあまり関係ない。

降雪の蒸発による冷気層の発達

感度実験

冷気層
手稲山系の迂回流が大きな要因○新たな着目点
・降雪バンドの流入位置⇒積丹から石狩湾を通ると要注意 ⇒975～925hPa収束発散を監視
・停滞性（今後要調査）⇒停滞すれば当然降雪増えるが冷気層の発達にも寄与する可能性⇒下層風向、メソβ渦、中下層渦度の監視北海道西海岸地方の大雪まとめ

JPCZに対して「日本海北部寒帯気団収束帯NJPCZ」
では？）◆シベリア寒気が日本海北部で気団変質し、不安定化し対流雲列を発生する。
◆収束線、収束帯に集中し南北、曲折帯状雲、渦状雲、太い筋状雲が集中・発生・発達・停滞し、その末端で局地的な大雪となる。気流系は4方向から◆観測が充実、ほぼ実態が把握された。
◆今後は、非静力学数値予報モデルの高解像で量的予想で新たな展開。
◆北海道の地形の影響による降雪の集中、位置、期間の予想、降水による冷気塊の強化、帯状の集中豪雪となる。
◆将来この種の大雪予想は？ＡＩ化は？

南北帯状雲と沿海州から延びる太い筋状雲の合流さきで石狩平野に大雪

冬季の北海道西岸に生じる収束雲の要因となる下層風

沿海州から伸びる“村松バンド”とよばれている太い筋状雲2016年1月12日

小谷野（2015年）

石狩平野に帯状の大雪をもたらした沿海州から伸びる地形で強化された雲バンド（村松、１９７９） ＮＯＡＡ－4 １９７２．１．
２０◎ 大陸から吹き出す北西風① 大陸の地形によって変形された北西風②間宮海峡を吹き抜ける北風③オホーツク海からの北東風④北海道内陸部から吹き出す陸風小谷野[（2015年）

収束線の要因となる下層風○昨年度の調査結果から冬季の北海道西岸に生じる収束雲の要因となる下層風一覧◎ 大陸から吹き出す北西風① 大陸の地形によって変形された
北西風②間宮海峡を吹き抜ける北風③オホーツク海からの北東風④北海道内陸部から吹き出す陸風※各矢印の色は海による変質具合のイメージ

この考え方をもとに、収束線を大きく４つのパターンに分類（青：低温・乾燥 赤：高温・湿潤）井上(2014)より引用①季節風並行パターン①-1 村松バンド①-2 沿海州南系バンド②間宮海峡パターン③オホーツクパターン③-1 オホーツク吹き出し型③-2 総観低気圧循環型③-3 メソ低気圧循環型④内陸吹き出しパターン
25/26

2016年1月29日事例解析③気流構造
様々な位置・高度から気塊を放った結果と収束・発散・上昇流などから考えて･･･

今後、デュアルドップラー解析による観測データとの比較が望ましい。

4時100mからの前方流跡線解析結果の3次元plotを加工

『日本域スペクトルモデルによる帯状雲の生成場の予想図』

2004年
・1992年1月23日21時
地上予想図（等圧線、風）850hPa予想図：（相当温位、風）

22日21時初期時刻
24時間先予想図

・1992年1月23日21時
地上、850hPa予想図
23日09時初期時刻
12時間先予想図

ＪＳＭ ４０ｋｍ格子

・・1990年代から2000年半ば『降水量予測』・『都市豪雪」への取り組み・・◆1991～93年(気象台）『北海道における雨雪、気温、風の面的予報技術の開発』(雪の面的予報技術の開発、降雪量予想）◆ 1992年・・「都市の豪雪災害の予測と防除に関する研究」(北大中心

特別観測（石狩周辺、都市豪雪の集中観測）※1993年 「都市の豪雪災害の予測と軽減化・防除に関する研究」報告◆ 1993年～札幌総合情報センター、：降雪予測観測システム◆ 1997～99年(気象台） 『降水の集中・強化をもたらすメソスケール場の解析と予測に関する研究』（冬型気圧配置時の降水予測）・・・・・・◆ 2003～2005年 『非静力学数値予報
モデルによる地域気象特性の研究』(気象台)