ジャンピングシーラスの撮影と平均的な形態
岩崎杉紀 1，瀬口貴文 1，山口智子 1，鴨川仁 2
1.防衛大学校， 2 静岡県立大学
１．はじめにジャンピングシーラス（JC）は、積乱雲の頂上から雲が上方に 1-2 km 飛び上がる現象である。積乱雲は断熱過程で発達するため、積乱雲自身が直接的に成層圏を加湿することはないと考えられている。しかし、積乱雲から派生する JCがジャンプ後に漂い昇華することによって成層圏を加湿する可能性が Seguchi et al.1) によって報告された。この論文では、
2016 年に旧富士山測候所と防衛大学校（神奈川県横須賀市）に設置したカメラで 15 秒ごとに撮影した JC と恒星の写真より、JC のジャンプ高や幾何学的特徴を報告した。JC の形態が定量的に報告されたのは、この論文が世界初である。
2019 年は、旧富士山測候所、防衛大学校、つくば市に設置したカメラによる JC 撮影を行った。ただし、撮影対象は通常の JC ではなく、スーパーセル型の極度に発達した積乱雲や全体的に風向風速が一定な（鉛直シアがない）条件で発生した積乱雲とした。通常の積乱雲はその内部で上昇気流と下降気流が同じ場所で起き、それらの気流が打ち消しあう
ため寿命が 30 分程度と短い。ただし、積乱雲が次々と同一地点に発生すると、あたかも寿命が長く感じることがある。一方、スーパーセル型の積乱雲はその内部で上昇気流と下降気流が分かれているため、強く発達しやすく寿命が数時間と長い。竜巻も発生しやすい。通常の積乱雲と比べ、スーパーセル型の積乱雲では JC は多頻度で出現し大規模になるかもしれない。しかしスーパーセル型の積乱雲は日本で発生することは稀なため、撮影はかなり難しいことが予想される。
また、2017 年と 2018 年の JC 撮影の解析も行った。2019年度の解析はまだ終わっていないので、これは軽く触れるにとどめ、本予稿では 2016 年から 2018 年の JC 撮影で言えたことを主に述べる。この 3 年間の結果は、Seguchi 2) にまとめられている。
２．2019 年度の観測2019 年度では、防衛大学校とつくば市に設置した JC 撮影は、15 秒おきに行った。これ以上時間が空くと JC の発達過程を追いづらくなり、それより短いとデータ量が大きくなり記憶媒体やクラウドサービスへのデータ転送が難しくなるためである。電子シャッター搭載したカメラを用いた。この頻度

図 28 個の JC の観測事例の各パラメタの平均値。Seguchi2) に加筆。

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連絡先：岩崎杉紀 (Suginori Iwasaki) iwasaki@nda.ac.jp

で撮影すると 1 か月あたり 17 万回の撮影となり、機械式シャッターが 1 か月程度で故障するためである。また、どちらのカメラも感度良くするためモノクロである。ただし、台風 19 号の暴風によってつくば市に設置したカメラ制御と記録用のノートパソコンとハードディスクが浸水し、すべてのデータが消えてしまった。
旧富士山測候所では、写真ではなく動画撮影を行った。
これはカラーであるためモノクロに比べ雲の判別はしやすく、動画であるのでタイムラプス動画に比べ時間変化は分かりやすい。ただし、画素数の粗さや星撮影ができないため JCの規模の把握などには向かない。定性的な現象の把握に向いている。

めることができない。カメラと JC の間の大気に含まれる水蒸気量やエアロゾルの量が推定できないためである。一方、
Iwasaki3) の衛星搭載ライダ CALIOP と雲レーダ CloudSat の同期観測の 2 つの事例解析により、積乱雲上部の成層圏に広がる雲の IWC （0.2–0.8 mg/m3）が推定されている。このIWC と JC の平均体積の積によって 1 個当たりの JC に含まれる氷の量を 2.6 から 10.5 t と推定した。

４．おわりにJC の地上カメラによる連続撮影によって、1 個当たりの JCに含まれる氷の量が 2.6 から 10 t と推定できた。いままで JCの平均的な形さえ分からなかったので、JC 研究の大きな進展と言える。今後の課題は以下の 3 つ考えられる。1 つ目は３．2016 年から 2018 年のデータ解析
積乱雲から平均何個の JC が発生するのか導出し、積乱雲解析方法は、Seguchi et al. (2019)にならい、恒星によって による成層圏の加湿量を推定することである。これは気候研
写真の各ピクセルの方角を求める。精度検証は、標高 100 究に重要な量である。2 つ目は、スーパーセル型の積乱雲
m の防衛大学校で撮影した富士山の写真を用いた。富士 の JC の特徴が本研究で求めたものと異なるのか否かである。
山山頂と防衛大学校は直線距離で 70 km 離れている。距離 最 後 に、 積乱 雲 上部 に広が る above anvil cirrus plumeと写真から求めた角度から、富士山の高度は 3.77 km となっ (AACP)と呼ばれる絹雲の撮影である。これはかなとこ雲のた。JC 解析には十分な精度である。
上部に煙のようにたなびいている雲で、衛星で確認できるく2016 年から 2018 年の 3 年間の夏季観測で、JC は 28 個 らい（100 km スケール）で存在している。しかし、AACP がど観測できた。内訳は 2016 年が 14 個、2017 年が 3 個、2018 のように発生しているか未解明である。JC の連続発生によっ年が 11 個である。2017 年が 3 個と少ないのは、8 月の東京 て発生するのか、それとは全く異なる機構で発生するのか、では 21 日連続した降雨を記録するといった天候不良のため、 分からない。今後は、これらを研究できるようカメラ撮影方法
カメラと積乱雲の間に多くの雲が存在し、視界が遮られ JC を工夫する必要がある。
撮影の機会がほとんどなかったためである。JC 撮影は、視界が遮られないよう、カメラ付近は晴天で、カメラから 100 km 参考文献
以上離れた地域に積乱雲が出ているといった異なる気象場 1) Seguchi, T., S. Iwasaki, M. Kamogawa, T. Ushiyama, andH. Okamoto, 2019: Observation of jumping cirrus withであることが望ましい。
ground-based cameras, radiosonde, and Himawari-8. J.
図は、28 個の JC のジャンプ高やジャンプ幅といった各パMeteor. Soc. Japan, 97, https://doi.org/10.2151/jmsj.2019ラメタの平均値である。ただし、注意したいのは、積乱雲のカ
033.
2)Seguchi, T., 2020: The Analyses of Jumping Cirrus with
メラ側の端から 10 km 以内に JC が発生しないとカメラでとら
Ground-based Observations, Diss. National Defense
えることは難しいことである。これは、カメラが JC を見上げてAcademy, Japan.
いるため、積乱雲の雲頂をすべて見渡すことができないた
3) Iwasaki, S., Z. J. Luo, H. Kubota, T. Shibata, H. Okamoto,めである。したがって、このデータには台風といった大規模and H. Ishimoto, 2015: Characteristics of cirrus clouds in theな降水システムの積乱雲の JC は含まれていない。
tropical lower stratosphere, Atmospheric Research. 164-165,358-368, doi:10.1016/j.atmosres.2015.06.009.
写真からは、単位体積当たりに含まれる雲粒の氷の量（ice water content、IWC）や JC が消滅した後の水蒸気量を求