地球環境研究，Vol.18（2016）

2012年８月初旬～2015年９月中旬における本邦およびその近傍の
温帯低気圧の位置 ・ 経路追跡のためのデータベース構築
中川清

隆＊ ・ 宗村広

大＊＊ ・ 渡来

靖＊

キーワード：データベース、追跡、温帯低気圧、位置 ・ 経路

Ⅰ.

はじめに

限られる。荒川（1943）は、気象要覧の資料に基づいて、1933年～1940年の８年間における本邦近海における温帯

立正大学地球環境科学部環境システム学科環境気象学

低気圧の発生数、通過数および移動速度を統計した。増分野では、2012年８月１日～2015年９月18日の間、上信

田 ・ 今井（1984）は、気象庁印刷天気図に基づいて、1968

越山岳域における気圧、気温、相対湿度の高密度10分間

年～1978年の10年間におけるアジア太平洋地域における隔連続観測プロジェクトを実施した。三国峠を挟む利根

すべての温帯低気圧の緯度、経度、中心示度気圧を読取

川－魚野側谷筋および碓氷峠を挟む碓氷川－千曲川谷筋

り、当該低気圧の12時間前の緯度、経度、中心示度気圧の24地点において、貴重なデータが取得された。

と一緒に記録したデータセットを作成した。増田 ・ 今井

現在、取得データの品質チェック作業が進められると（1984）は、そのデータセットを用いて、温帯低気圧の発ともに、種々の気象を対象として解析作業が着手されて生数、通過数および移動速度を、緯度２°×経度２°
メッいる（例えば、重田ほか，2013；中川ほか，2015；渡来シュ統計して、12時間当たりの平均と最大の移動方向とほか，2015）。本プロジェクトのように独自に取得された移動速度の分布を明らかにした。ただし、移動速度は緯データを有効に活用するためには、同期して観測されて度１°間の経線長に対する比で表現されている。

いる気象庁等の既存のルーチン観測データや天気図や衛Chen et al.（1991）はサイクロジェネシスを5hPa 間隔

星画像、高層気象データ等のバックグランドデータを取での等圧線解析により最低１本の閉じた閉曲等圧線が最得して総合的に解析することが重要である。

初に解析された地点と定義し、北京気象局が毎日２回公

本稿は、立正大学上信越山岳域高密度気象観測プロジェ刊している地上天気図に基づいて極東域における1957年

クトのバックグランドデータ収集の一環として、同プロ～1987年の30年間におけるサイクロジェネシス頻度分布

ジェクト期間（2012年８月初旬～2015年９月中旬）におを解析した。Chen et al.（1991）によると、極東域でサける極東アジアにおける温帯低気圧の位置および経路追イクロジェネシスが集中する地域は２箇所ある：一つは跡のためのデータベース構築を目的とする。

北緯40～55°×東経95～125°領域であり、もう一つは北緯27.5～40°×東経115～145°領域である。ともにサイクロ

Ⅱ.

低気圧経路の解析方法

ジェネシスの最大頻度軸は北東～南西方向に伸びている。
前者はバイカル湖の東から祁連（Qilian）山脈の東に掛

低気圧の挙動解析の際には、サイクロジェネシス cyclo-

けた一帯で風下サイクロジェネシスに関係づけられ、後genesis とサイクロリシス cyclolysis、更にはサイクロン者は日本海から東シナ海に掛けた一帯で沿岸サイクロジェ

トラック cyclone track の把握が重要である。邦語では、

ネシスの結果とされている。Chen et al.（1991）の結果

サイクロジェネシスは低気圧の発生 ・ 発達、サイクロリ

は、1958年単年の統計に基づく Chung et al.（1976）と整シスは低気圧の衰退 ・ 消滅、サイクロントラックは低気合的である。

圧経路と表記されることもある。いずれの解析も、伝統

Serreze（1995）による海面気圧格子点データからの低的には、天気図解析結果に基づいて実施されてきた。

気圧自動検出および自動追跡アルゴリズムの開発以降、本邦およびその近傍において伝統的方法を本格的に実低気圧の位置および経路の自動追跡が盛んに実施されて践した研究は荒川（1943）および増田 ・ 今井（1984）に
＊		 立正大学 ・ 地球環境科学部
＊＊
立正大学生

いる。この方法が適用される場合、独自に実施した数値

37

本邦およびその近傍の温帯低気圧の位置・経路追跡のためのデータベース構築（中川・宗村・渡来）

計算結果に基づく場合を除いて、既存のデータセットにタセットとして、⒜気象庁２次長期再解析（JRA-55;

基づく場合には、12時間ないしは６時間間隔の低分解能

Kobayashi et al. 2015）、⒝全球気候モデル MIROC5

格子点データに基づいて海面更正気圧 p のラプラシアン（Watanabe et al., 2010）、⒞コミュニティ気候モデル新2∇ p の極大を示す場所を追跡することが多い。

バージョン CCSM4（Gent et al., 2011））および⒟気象研

例えば、我が国では、Yoshida and Asuma（2004）が、究所全球大気 ・ 海洋結合モデル MRI-CGCM3（Yukimoto

気象庁による全球客観解析データ GANL 海面更正気圧格

et al., 2012）を用いた同様の作業を行ない、結果の比較

子点データを用いた1994年10月～1999年３月の５寒候季を行った。⒜は実測値であり、⒝～⒟は第５次気候モデの低気圧自動追跡を実施している。解析期間途中の1996

ル相互比較プロジェクトにおける高解像度モデルによる年の春以降、同データの空間分解能は1.875°間隔（約再現計算結果である。得られた平均温帯低気圧型経路図200km 間隔）から1.25°間隔（約150km 間隔）に、時間分の比較から、いわゆる南岸低気圧型や日本海低気圧型の解能は12時間間隔から６時間間隔に変更されている。隣検出精度にデータセット依存性が存在することが明らか

接する全格子点より1hPa 以上海面気圧が低い場合を温帯低気圧中心とみなし、１日以上の寿命を持ち12時間の気圧低下率が12hPa を上回る著しく発達した温帯低気圧
のみを５寒候季に224個検出している。彼らは、５寒候季に検出された224個の著しく発達した温帯低気圧の移動経路は、そのサイクロジェネシス地点と最大発達地点の組
み合わせにより、①オホーツク海－日本海型（42事例）、②太平洋－大陸起源型（50事例）、③太平洋－海洋起源型（110事例）、④その他（22事例）に区分できるとし、特に著しく発達するのは、③太平洋－海洋起源型（31事例中20事例）であることを明らかにした（図１参照）。
最近では、山下ほか（2012）が、気象庁 ・ 気象研究所
全球大気モデル（解像度 TL959L60）のタイムスライス
実験結果（Kitoh et al., 2009）の1.25°間隔（約150km 間隔）の海面更正気圧格子点データを用いた６時間間隔爆弾低気圧自動追跡を実施した。彼らは、大雪発生日における爆弾低気圧の発生から消滅までの移動経路を折線で示すとともに、最大の気圧降下率が出現した地点に○印を付した図を作成し、大雪発生日には、いわゆる南岸低気圧が本邦の東方海上において急激に発達する爆弾低気
圧が集中して分布していることを示した。しかし、Yoshida
and Asuma（2004）や山下ほか（2012）のような自動追跡による低気圧経路図には不自然な直線経路やクランク状の経路の存在が目立つ。格子点データの粗い空間分解能（150km 間隔）と時間分解能（６時間間隔）がその原因と推測される。
早崎ほか（2014）は、隣接する全格子点より0.5hPa 以
上海面気圧が低い場合を温帯低気圧中心とみなして、格子間隔125km の海面更正気圧格子点データに基づいて本
邦周辺における1981年～2005年の２月の温帯低気圧の自動追跡を実施した結果をメッシュ統計して平均温帯低気圧型経路図と称する図を作成し、温帯低気圧の検出および追跡結果のデータセット依存性の有無を調査した。デー
38

図１

極
 東域における1995年～1999年寒候季の著しく発達した温帯低気圧224個の移動経路。⒜オホーツク海－日本海型（42事例）、⒝太平洋－大陸起源型（50事例）、⒞太平洋－海洋起源型（110事例）（Yoshida and Asuma, 2004より）

地球環境研究，Vol.18（2016）にされた。早崎ほか（2014）は、Yoshida and Asuma

jp/g3/）。しかし、気象庁のサーバー機内部には、最近５（2004）や山下ほか（2012）のように個々の温帯低気圧経

日間分のみしかアーカイブされていないので、それ以前

路を線で表示する方法をとってはいないため、異常な直の実況天気図を入手して作業を行う必要がある場合には、線的経路の有無の判断は困難であるが、両者と比べて時気象業務支援センターから実況天気図を収納したデジタ

間 ・ 空間分解能に大きな差異はないので、同様の状況でル媒体を購入するか、気象庁 HP より長期に渡ってアーある可能性が大きい。

カイブしているサイトからのダウンロードを実施するほ本邦付近における温帯低気圧が発生してから消滅する

か、術がない。

までの経路に関する近年の調査は、冬季に偏って実施さ北海道放送株式会社 HP の専門天気図 速報天気図（略れている傾向にあり、荒川（1943）および増田 ・ 今井

号 SPAS）バックナンバーのサイト http://www.hbc.

（1984）が志向した全期間のあらゆる温帯低気圧を対象とco.jp/tecweather/archive/spas_archive.html において過した気候学的統計調査は継続されていない。また、近年

去一年間の実況天気図がアーカーブされ公開されているはコンピュータによる自動追跡による調査が主流となっため、調査 ・ 研究目的で利用されることが多い。また、ているため、海面気圧格子点データの低時空間分解能の近年、一般財団法人日本気象協会が過去の天気図 http://

影響を受けて、温帯低気圧経路の詳細な把握は困難な状

www.tenki.jp/guide/chart/past.html において2012年８

況にある。

月３日以降の jpeg 形式の実況天気図の公開を実施していそこで本稿は、海面気圧格子点データの空間分解能のるのが注目される。

不充分さによる悪影響を抑える目的で、海面気圧格子点

図２は、北海道放送株式会社 HP（左）と一般財団法人

データを用いる自動温帯低気圧追跡ではなく、ルーチン

日本気象協会 HP（右）から取得した2015年11月１日12時

予報業務において３時間間隔で毎日７回作成されているの天気図の比較である。気象庁 HP の実況天気図は横600

実況天気図上で解析された温帯低気圧の中心を追跡してピクセル×縦581ラインからなる png 形式画像であるが、温帯低気圧データセットを作成する方法を採用すること

北海道放送株式会社 HP の実況天気図は横495ピクセル、とした。天気図解析は現業担当者が実施しており、温帯

縦480ピクセルからなる jpeg 形式画像に変換されている。

低気圧の中心の位置と中心示度気圧の解析の時間 ・ 空間

一方、一般財団法人日本気象協会 HP の速報天気図は、

分解能は山下ほか（2012）や早崎ほか（2014）に比べる

横600ピクセル×縦450ラインからなる jpeg 形式画像であと著しく高い。

る。ともに東経140°の子午線が鉛直線として描画され、経線は放射状、緯線は同心円状に描画されているが、緯Ⅲ.

温帯低気圧の位置情報の収集

度線 ・ 経度線の描画間隔は、気象庁天気図では10°間隔であるのに対して、日本気象協会天気図は５°間隔となって気象庁がルーチン業務として３時間間隔で作成していおり、日本気象協会天気図の方が気象庁天気図より緯度 ・る実況天気図は、日界を除く１日７回分が png 形式画像

経度の読取は容易と思われる。東経140°線上では、気象で気象庁 HP に公表されている（http://www.jma.go.jp/

庁天気図では、北緯15°付近～北緯60°付近が示されてい図２

 海道放送株式会社 HP（左）と一般財団法人日本気象協会 HP（右）から北取得した2015年11月 １ 日12時の天気図の比較
39

本邦およびその近傍の温帯低気圧の位置・経路追跡のためのデータベース構築（中川・宗村・渡来）るのに対して、日本気象協会天気図では、北緯15°付近～
北緯55°付近が示されており、北緯55°以北に関しては、
気象庁天気図の方が日本気象協会天気図より解析範囲が広い。北緯35°線上では、気象庁天気図では東経105°付近～165°付近が示されているのに対して、日本気象協会天気図では東経100°
付近～165°付近が示されており、東経110°以西に関しては日本気象協会天気図の方が気象庁天気図より解析範囲が広い。
以上のことから、気象庁天気図と日本気象協会天気図の解析範囲には大きな差異は無いものの、立正大学上信

図３

越山岳域高密度連続気象観測プロジェクト期間における2 012年 ８ 月 ５ 日～2015年 ９ 月18日の極東天気図に出現した低気圧存続期間（低気圧寿命）のヒスト
グラム

日本海低気圧および南岸低気圧の挙動を解析できるデー
タベース構築を目指す本稿においては、緯度線 ・ 経度線

2012年８月３日３時以降2015年９月19日12時までの間間隔が細かくて偏西風上側である西方の解析領域の広さ

低 と記された温帯低気圧は、に、日本気象協会天気図上に○に勝り、立正大学上信越山岳域高密度連続気象観測プロ

総数964個出現し、伸べ追跡回数は13,361回に達した。図ジェクト期間とアーカイブ期間がほぼ重なる日本気象協

３は、温帯低気圧が天気図上に初めて出現してから消滅

会天気図を用いて作業を進めることとした。一般財団法するまでの温帯低気圧存続期間（温帯低気圧寿命）のヒ

人日本気象協会がアーカイブを開始した2012年８月３日

ストグラムである。期間中、温帯低気圧存続期間の最大以降2015年９月19日までの全天気図を、Visual Basic の値は255時間で、これは温帯低気圧寿命10.63日に相当し、Microsoft Internet Transfer Control 6.0を用いてバイナ

期間中該当する温帯低気圧は１個出現した。温帯低気圧

リ―モードでダウンロードし、天気図の年月日時を名前

存続期間の最小値は３時間で、これは温帯低気圧寿命３とする jpg 形式のファイルとして保存した。収集された時間に相当し、期間中該当する温帯低気圧は12個出現し天気図の総枚数は8,006に達する。

た。最多の温帯低気圧存続期間は９時間と21時間で、こ日本気象協会天気図には1000hPa を含む4hPa 間隔のれは温帯低気圧寿命0.38日と0.88日に相当し、期間中該当

台 、熱帯低気圧に等圧線が示されるとともに、台風には○する温帯低気圧はそれぞれ56個出現した。温帯低気圧存

熱 、温帯低気圧には○
低 の記号と中心示度気圧が示されは○続期間、即ち、温帯低気圧寿命が１日（=24時間）以内ている。本稿は、ダウンロードされた日本気象協会天気の低気圧は285個出現し、これは出現した全温帯低気圧

図をピクチャーボックスに年月日時順に読み出し、前進 ・964個の29.6％に相当する。平均の温帯低気圧存続期間は後退自由に画像観察が出来る Visual Basic ビューワーソ

43.23時間で、これは温帯低気圧寿命1.80日に相当する。

フトを自作し、同ソフトを用いて最低１本の閉じた等圧
低 の記号と中心示度気圧が示され線が解析され、更に、○ている温帯低気圧を個々に追跡した。いわば最近傍探索

Ⅳ.

温帯低気圧中心の緯度 ・ 経度の決定法

nearest neighbor search を作業者の目視により主観的に前節の作業によって得られる個々の温帯低気圧中心の実施する形となるため、閉じた等圧線が解析されていてピクセル ・ ライン値は当該画像上のみで意味のあるロー

低 の記号が付されていない温帯低気圧は追跡対象外とも○カル座標なので、これをグローバル座標である緯度 ・ 経

し、同一温帯低気圧識別の際の個人差に伴う人為的誤差

度値に変換する必要がある。天気図は基本的には地図上の混入を防ぐ目的で追跡作業担当者は本稿第２筆者に限に海面更正気圧の分布を示したものであるので、地図学定した。追跡対象とする温帯低気圧にシリアル番号を付で用いられている何らかの地図投影法に従っている可能け、同一温帯低気圧の中心にマウスカーソルを合わせた性が大きい。図２で概観したように、気象庁天気図も日上でマウスボタンをクリックし、MouseDown イベント ・

本気象協会天気図も、経線は放射状の直線群、緯線は同プロシージャを利用して温帯低気圧中心のピクセル ・ ラ

心円群として描画されている。このような特徴は地軸を

イン番号を読取り、その都度、温帯低気圧番号、年月日正軸とする円錐（またはポーラーステレオ）投影法に認時、温帯低気圧中心のピクセル ・ ライン番号と中心示度められる特徴である。これらの投影法においては、当然

気圧の一覧をシーケンシャル ・ ファイルに保存した。

のことながら、全ての経度線は北極点で交わる放射状の40地球環境研究，Vol.18（2016）の、東経140°線とのなす角 Θ の点（352, －307）からの放射状の直線群を示す。東経150°より東側の領域の低緯度
側で若干経度が過小となっているが、総じて良く一致している。
以上の試行錯誤的な作業の結果、日本気象協会天気図
上のピクセル x、ライン y の地点の東経 λ は

λ=

(

)

1 tan −1 x − 352 +
140
1.025
y + 307と表せることが明らかとなった。
円錐図法やポーラーステレオ図法ならば、経度線が一点に収束する点（352, －307）が北極点となっていなくて
図４日
 本気象協会天気図における経線と緯線の推定。全
ての経線の交点（北極点）の座標は（352，－307）であり、全ての緯線は同心円でありその中心（北極点）の座標は（352，－360）であると仮定されている。

はならないので、点（352, －307）を中心とする同心円群を描いてみたところ（図省略）、日本気象協会天気図の緯度線と平行になる同心円は存在せず、点（352, －307）を中心とする同心円の方が緯度線より曲率半径が小さいことが明白となった。この事実は、日本気象協会天気図の直線群をなし、全ての緯度線は北極点を中心とする同心

緯度円中心は点（352, －307）より更に高緯度側に変位し円群をなしていなければならない。

ていることを示唆する。

図４は、この観点から、日本気象協会天気図における

そこで、d’＜－307の領域において d’ の値を試行錯誤的

北極点の位置を推測したものである。日本気象協会天気に変更しながら、x=352線（東経140°線）上の点（352,

図画像のピクセル方向を x 軸方向としピクセル値を x 座d’）から様々な半径の同心円を日本気象協会天気図に重標、ライン方向を y 軸方向としライン値を y 座標とする。

ねて描画し、天気図上の緯度線との一致度が高い d’ の値

東経140°線上の地点のピクセル値はすべて352となるのを探した。図４に、d’=－360とした場合の点（352, －で、先ず、東経140°
線は x=352と判断される。

360）を中心とする様々な半径の同心円群を示す。日本気

次に、x=352線上の経度線の収束点（352, d）を見出す

象協会天気図の全域に於いて、同心円と日本気象協会天作業を行った。一般に、地表面に接する円錐を扇形に展気図の緯線の曲率は総じて良く一致している。この事実

開した際の中心角と４直角との比の値を k とする座標原を根拠として、本稿は、日本気象協会天気図の緯度円群

点を極点にとり、標準子午線の方向を x 軸とする正角円は点（352, －360）を北極点として描かれていると判断し錐図法においては、た。

x=r (φ )coskλ河瀬（2014）によると、地球を真球と仮定した場合のy=r (φ )sinkλ円錐投影法地図上における北緯 φ 地点の北極点からの距

r (φ ) =離 r（φ）は、

Rcosφ 1  2 (ln ( 1− sinφ ) − ln ( 1− sinφ ) )
ekk

1+ sinφ1

1+ sinφ1と表されることが知られている（河瀬，2014）。ここで、ln (r (φ)) = A + B lnφ
( 1+1− sinsinφ )

φ：緯度、φ1：基準緯度、λ：基準子午線からの経度差、の関係を満たす。日本気象協会天気図は、経度線の収束

R：地球半径（=6378km）、r（φ）：写像された円錐上にお点と緯度円の中心が一致しないので正確な円錐投影法で(1+ sinφ1
ける極点から緯度 φ までの母線長であり、 ln
2
1− sinφ)はないが、東経140°線上の北緯15°～55°の点の y 座標に360を加えた値を天気図上の北極点からの距離 r（φ）とは緯度 φ における等長緯度と呼ばれる量である。そこで、みなして、上式の係数 A および B を最小自乗法により決d と k の値を試行錯誤的に変更しながら、x=352線（東経

定したところ、140°線）上の点（352, d）から東経140°線とのなす角 kΘ
の線分を日本気象協会天気図に重ねて描画し、天気図上

ln (r (φ)) = 6.920 − 0.4379 ln

φ( 1+1− sinsinφ )の経度線との一致度が高い d と k の値の組み合わせを探が得られ、決定係数は R2=0.9998に及ぶ。上式を r（φ）

すこととした。図４に、d=－307、k=1.025とした場合について解くと、
41

本邦およびその近傍の温帯低気圧の位置・経路追跡のためのデータベース構築（中川・宗村・渡来）r (φ) = 1012φ
( 1−1+ sin
sinφ )

0.4379が得られる。
図４上の点（352, －360）を中心とする様々な半径の同心円は、それぞれ、北緯15°～55°の緯線を示す。北緯20°～北緯50°の範囲内では、同心円と日本気象協会天気図の緯線の一致度は良好であるが、それより高緯度および低緯度では、若干、北極点からの距離が過小気味である。
以上のことから、日本気象協会天気図上のピクセル x、
ライン y の地点の北緯 φ は、X=

( (x − 352)1012+ (y + 360) )
2

2

図５
1
0.4379を用いて、

φ = tan −1

( )
1− X
2 X

として割り出すことができる。

全 解析対象期間に出現した全温帯低気圧の中心位置の追跡結果の温帯低気圧は、日本列島の南を通る場合には南岸低気圧、日本海を通過する場合には日本海低気圧と区分して呼ばれることが多いが、本図はその区分の妥当性を如実に示す形となっている。南岸低気圧の大部分は日本列島と北緯30°
緯線の間に出現している。日本海低気圧は、朝

前節で得られた2012年８月５日以降2015年９月19日ま鮮半島沿岸や中国地方や北陸地方沿岸の日本海南西部に低 と記された総数964個
での間に日本気象協会天気図上に○出現するものは少なく、ロシア沿海州南岸および東北地

すべての温帯低気圧の中心のピクセル ・ ライン値13,361

方や北海道沿岸の日本海北部 ・ 東部に多数出現している。

組を、本節で開発された上記の方法で緯度 ・ 経度値に変

図６は、緯度 ・ 経度５°ごとの格子中に出現する温帯低換した上で、同一温帯低気圧の直近の１対のデータの出気圧の数を計測し、104km2当たりの個数に換算したうえ

現時刻、出現地点緯度 ・ 経度および温帯低気圧番号で１

で等値線解析を行ったものである。図5に認められる特行を形成する csv ファイル形式のデータベースとして保徴をよく反映した等値線分布となっている。

管し直した。これは、増田 ・ 今井（1984）とほぼ同様の

図７は、個々の温帯低気圧の経路を実線で結んだもの仕様であるが、出現時刻もパラメータとして収録していである。Yoshida and Asuma（2004）や山下ほか（2012）

る点が異なる。天気図は日界を除いて３時間間隔で公開のような自動追跡結果に見られる一直線状の長い経路やされているので、通常は３時間間隔のデータがペアをな

クランク状の経路は一切認められず、極めて細かい振動しており、直近の２枚の天気図が日界を挟んでいる場合を伴った複雑な経路が示されている。これは、Yoshidaには６時間間隔のデータがペアをなしている。

and Asuma（2004）や山下ほか（2012）が時間分解能６
時間、空間分解能緯度 ・ 経度1.25°と粗いデータに基づい

Ⅴ . 2012年 ８ 月初旬～2015年 ９ 月中旬の本邦およびその近傍における温帯低気圧の追跡ているのに対して、本稿の時間分解能 ・ 空間分解能が比較的細かいことに起因していると判断される。
温帯低気圧の経路が、中国大陸東北部、日本海北部、

前節で作成したデータベースを用いて、2012年８月３

日本南岸に集中していることが明白である。ほぼすべて

日以降2015年９月19日の間の本邦およびその近傍におけの温帯低気圧が東進しており、本邦近傍を通過する温帯る温帯低気圧の追跡を実施した。

低気圧の多くは中国大陸東部華北 ・ 華中で存在が顕著と

図５は、全期間に出現した全温帯低気圧の中心の位置

なり北東進する傾向が顕著であり、一部、南東進するもをプロットしたものである。大陸上の中国華中 ・ 華南地のもあることが明らかである。中国大陸東部沿岸～黄海域、および北緯25°以南の太平洋上において温帯低気圧のにかけて、温帯低気圧の経路は既に南北に二分される傾出現が少ないことが注目される。北緯25°以北の海域には向にある。黄海北部を通過した温帯低気圧は朝鮮半島北温帯低気圧の出現が多いが、日本列島や朝鮮半島、ロシ部を通過してロシア沿海州南岸の日本海北部を通過してア沿海州、およびカムチャツカ半島といった陸域には、日本列島の東北 ・ 北海道地方に接近する経路を取る。南温帯低気圧の出現が少ないことも注目される。本邦近傍

岸低気圧は日本列島のすぐ沖合いを通過するものが多い。

42

地球環境研究，Vol.18（2016）

当該温帯低気圧の移動方向ψは経度 λ1緯度 φ1の地点か
らみた経度 λ2緯度 φ2の地点の方向ψに等しい。即ち、sin(λ 2 − λ 1 )ψ = tan −1 cos φ 1 tan φ 2 − sin φ 1 cos( λ 2 − λ 1 ) 
である。ただし、方位ψは北を０°（=360°）として東回りに測り、南が±180°、西が－90°、東が90°である。
当該温帯低気圧は時間差 t2－t1の間に経度 λ1緯度 φ1の地点から経度 λ2緯度 φ2の地点に移動しているので、この間の移動距離を所要時間で除すことにより、移動速度 v
図６ 解析対象期間における温帯低気圧の出現密度の全分布。単位：104km 2 当たりの出現個数。

を求めることができる。即ち、

ν=

Rcos −1{cos φ2 cos φ1 cos( λ 2 − λ 1 ) + sin φ2 sin φ1 }t2 − t1

である。ここで、R：地球の半径（＝6378km）である。
表１に示される通り、2012年８月５日～2015年９月19日の間に日本気象協会実況天気図上において解析された964個の温帯低気圧のうち、東経125°線を通過する温帯低気圧は311個、東経135°線を通過する温帯低気圧は342個、
東経145°線を通過する温帯低気圧は338個、東経155°線を通過する温帯低気圧は240個であった。東経125°線は日本
列島西方に位置し、東経145°線および155°線は日本列島東方に位置し、日本標準子午線である東経135°線のみが
図７

 解析対象期間に出現した全温帯低気圧の移動経
全路

日本列島を横断する。温帯低気圧が東経135°線を横切る
緯度帯には高緯度側から、北緯48°と北緯42°および北緯33°の明瞭な３つのピークが存在しており、これらはそれ

黄海南部を通過した温帯低気圧は九州南部を通過して本ぞれ、大陸山岳風下低気圧、日本海低気圧、南岸低気圧

州南岸沿岸に沿って日本列島東方海上に抜ける経路を取に相当している。この結果は、Yoshida and Asuma（2004）

る。

の提唱する寒候季に著しく発達する温帯低気圧の３通り

図７の特徴を定量的に把握するため、2012年８月３日の経路とは整合的ではない。東経135°線上では日本海は～2015年９月19日の間に東経125°
、135°
、145°
、155°線

北緯43.5°～35.5°に広がり、室戸岬と潮岬の緯度が、それを横切った温帯低気圧の個数と平均の移動方向と移動速

ぞれ、北緯33.3°と北緯33.5°なので、日本海低気圧は日本

度を緯度別に集計した結果を表１に示す。本稿で構築さ海北方のロシア沿海州沿岸、南岸低気圧は本州南岸沿岸

れたデータベースが連続する２枚の天気図に出現する同の極近傍に偏って通過していることが明らかである。東一の温帯低気圧の年月日時 t1, t2、中心経度 λ1, λ2、中心緯

経135°線を横切る温帯低気圧の平均の移動方向は73.5°

度 φ1, φ2の組合せと温帯低気圧番号から構成されている（東北東）の方向で、平均移動速度は60.6km/h である。

ため、ターゲットの経度 λ と前後２つの温帯低気圧中心

日本列島風上側の東経125°線上の東シナ海では明瞭な２の経度の差の積（λ－λ1）（λ－λ2）の符号を求めれば、前つのピークは認められず、日本列島風下側の東経145°線

後の時間の間にターゲットの経度を温帯低気圧が横切っ上の北太平洋では北緯45°と北緯35°～37°に２つのピーク

たか否か直ちに判断できる。積（λ－λ1）（λ－λ2）が非正が認められるものの、更に風下の東経155°線上では北緯の値をとり当該の温帯低気圧がターゲットの経度 λ を横45°付近の１つの緩やかなピークとなっているので、日本切ったと判断される場合には、前後２つの温帯低気圧中海低気圧および南岸低気圧の移動経路の偏りが、日本列心の経度 λ1, λ2をターゲット経度 λ が内分する比率（λ－島の存在によりもたらされているのは明らかである。

λ1）：（λ2－λ）で、前後２つの時間 t1, t2および緯度 φ1, φ2

本邦近傍を東進する温帯低気圧の経路が、北緯30°～を内分することにより、当該温帯低気圧がターゲット経50°の領域に集中するのは、この領域が熱帯を起源とする

度 λ を横切った時間 t および緯度 φ が求まる。

暖気と極域を起源とする冷気が接触する寒帯前線帯に沿43本邦およびその近傍の温帯低気圧の位置・経路追跡のためのデータベース構築（中川・宗村・渡来）

表１

東経125°
、135°
、145°
、155°
線を通過する温帯低気圧の緯度別個数、移動方向および移動速度の一覧

緯度帯は、最小緯度値を表示している。
移動方向は北から東回りの360°方位角単位であり、移動速度は km/h 単位である。

う地域で、南北の温度傾度が著しいためであると推測さの地域に比べて大きくなる傾向にあることが示唆される。

れる。その寒帯前線帯の中にありながら、日本列島や中山岳域の南方という地形的要因で他の地域より渦度の時

国 ・ 北朝鮮国境山岳域やロシア沿海州山岳域を通過する間増加率が大きくなる可能性としては、温帯低気圧前面

温帯低気圧の経路が少ないのは、地形的影響を受けたもの南風が海上から山岳域に流入する際の地表面粗度の急のと推測される。温帯低気圧の移動は温帯低気圧の中心増に伴う収束の強化が示唆される。

からみて近い将来の渦度時間増加率が最大の方向に起こるので、日本列島や中国 ・ 北朝鮮国境山岳域やロシア沿海州山岳域の南方では渦度方程式を構成する移流項、収束項、立ち上り項、傾圧項の時間増加率のいずれかが他
44

Ⅵ.

おわりに

立正大学上信越山岳域高密度連続気象観測プロジェク

地球環境研究，Vol.18（2016）

トのバックグランドデータの一つとして、2012年８月初

謝辞旬～2015年９月中旬における本邦近傍の温帯低気圧の位

本稿で構築された温帯低気圧データベースは一般財団法人

置 ・ 経路追跡のためのデータベースを構築した。近年主

日本気象協会 HP 過去の天気図 http://www.tenki.jp/guide/

流となっている海面気圧格子点データを用いた自動追跡法ではなく、時間的にも空間的にも相対的に高分解能な実況天気図を一枚一枚観察しながら同天気図上に解析された個々の温帯低気圧の中心を一つ一つ追跡する手法をchart/past.html に公開されている実況天気図における温帯低気圧の位置読取により作成された。また、匿名査読者からは原稿改良に大変有益なレフェリー ・ コメントを賜った。記して深謝の意を表します。
本稿は、第２筆者が第１筆者の指導と第３筆者の支援のも用いたため、比較的詳細な温帯低気圧の位置や経路を把とに作成した平成27年度立正大学地球環境科学部環境システ

握することができた。使用した天気図に用いられている

ム学科卒業論文の一部を整理し直したものである。

地図投影法が良く知られている円錐図法やポーラーステ
レオ図法とは異なり、全ての経線が交わる点（北極点）文と全ての緯線の同心円の中心（北極点）がずれているこ

荒川秀俊（1943）：天気分析，上巻．地人書館，487p.

とが明白になったため、画像上のローカル座標であるピ

Chen, S.-J.，Y.-H. Kuo, P.-Z. Zhang, and Q.-F. Bai（1991）: Syn-

クセル ・ ライン値をグローバル座標である緯度 ・ 経度に変換する際に独自の工夫を施した。
本稿で取得された上記期間中に出現した964個の温帯低気圧の位置や経路を解析したところ、本邦近傍の温帯低気圧は日本列島付近の経度に最も多く、かつ、北緯55°～

献

optic climatology of cyclogenesis over East Asia, 19581987. Mon. Wea. Rev., 119, 1407-1418.
Chung, Y.-S.，K. D. Hage, and E. R. Reinelt（1976）:On lee
cyclogenesis and airflow in the Canadian Rockey mountains and the East Asia mountains. Mon. Wea. Rev., 104,879-891.

25°に集中して出現して平均速度60.6km/h で73.5°（東北Gent, P. R.，G. Danabasoglu, L. J. Donner, M. M. Holland, E.

東）の方向に移動するが、その経路は北緯48°付近の大陸

C. Hunke, S. R. Jayne, D. M. Lawrence, R. B. Neale, P. J.

内陸を東進するコースと、北緯42°付近の日本海北部、ロシア沿海州南岸沖を東進するコースと、北緯33°付近の本州南岸沖を東進するコースに大きく３分されることが明確になった。海上の温帯低気圧の移動経路がロシア沿海
州南岸や本州南岸に近寄る原因として、この領域での温帯低気圧前面の南風の収束が強化されるため渦度の時間増加率が大きくなる可能性が示唆された。
本稿のデータベース構築により、ターゲットエリアを通過する温帯低気圧の数や通過時刻の特定や、ターゲッ
ト時刻に存在する温帯低気圧の位置や移動方向、移動速
度、中心示度気圧等を容易に特定出来る環境が整備されRasch, M. Vertenstein, P. H. Worley, Z.-L. Yang, and M.
Zhang（2011）: The Community Climate System Model
Version 4. J. Climate, 24, 4973-4991.
早崎将光 ・ 野木友里香 ・ 植田宏昭（2014）: 日本海低気圧 ・ 南岸低気圧の将来変化．急発達する低気圧の実態 ・ 予測 ・ 災
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た。温帯低気圧追跡作業の際に一つ一つ手入力された中

olution global and regional atmospheric models in the

心示度気圧は、誤入力を伴う危険性が高いため、充分な

KAKUSHIN Program: Results of preliminary experi-

品質チェックを行ったうえで実用に供することが必要である。中心示度気圧入力の品質保証が終了すれば、それを用いて、Yoshida and Asuma（2004）や山下ほか（2012）と同様に、低気圧発達速度の把握も可能になる。今後、上信越山岳域高密度連続気象観測プロジェクトで観測された様々な特徴的な気象の解析への利用が期待される。
さらに、低気圧追跡作業は、本稿が扱った温帯低気圧だ
けでなく、台風を含む熱帯低気圧についても実施されているので、将来的には、温帯低気圧と熱帯低気圧を統合したデータベースが構築されることが望ましい。

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45

本邦およびその近傍の温帯低気圧の位置・経路追跡のためのデータベース構築（中川・宗村・渡来）
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46

地球環境研究，Vol.18（2016）Development of a Database for Tracking the Positions and Paths ofExtratropical Low Pressures in and Near Japanese Islands During Early
August 2012 to Mid-September 2015
NAKAGAWA Kiyotaka ＊ , MUNEMURA Koudai ＊＊ and WATARAI Yasushi ＊＊Department of Earth-environment Systems＊＊
Student, Rissho University

Abstract:
A database was developed for tracking the positions and paths of extratropical low pressures in and near Japanese islands during early August 2012 to mid-September 2015 as a part of background data for the temporally andspatially high density meteorological observation project by Rissho University over the Joshin,etsu mountainous
region, Central Japan. The data source is the 3-hourly surface weather map available via the web site of Japan
Weather Association（JWA）, which is the JPEG image with 600 x 450 pixels. First, a software in Visual Basic wasdeveloped to view the surface weather maps downloaded from JWA site forward and backward freely and torecord the position and central pressure of each target cyclone. The total numbers of cyclones detected over theabove weather map and recorded data of the time, position and center atmospheric pressure each time during thepresent project were 964 and 13,361, respectively. Next, pixel and line values of every cyclone center, x and y, wereconverted into decimal longitude and latitude, λ and φ，as follows:

λ=

(

)

1 tan −1 x − 352 +
140
1.025
y + 307

φ = tan −1

( )

1− X
,
2 X

where

X=

(

(x − 352) 2 + (y + 360) 2
1012

)

1
0.4379.

Last, the date and time of occurrence, decimal longitude and latitude of a pair of nearest neighbor cyclones andtheir cyclone’s serial number were recorded as one line data of the database.
Based upon the above database, the present study tried to track the position and paths of extratropical low pressures in and near Japanese islands during early August 2012 to mid-September 2015. As a result, it is clear that
there are ３ main cyclone courses in and near Japanese islands; continental inland, northern Japan Sea and southern off shore of Japanese mainland.
Key words:	database，tracking，extratropical low pressure，position and path47