令和４年度 河川情報センター
研究助成成果報告会「積雪寒冷地における二重偏波ドップラーレーダデータの利活用」に関する研究（国研）土木研究所 寒地土木研究所
寒地道路研究グループ 雪氷チーム
大宮 哲

研究背景
吹雪による局所的・突発的なホワイトアウトの発生は多重衝突事故を誘発する
事故発生を未然に防ぐためには、函館江差自動車道
吹雪による視程障害の発生を（2022年2月21日）

北斗市

・面的に・リアルタイムに把握し、ドライバーに対して注意喚起することが効果的

XバンドMPレーダに着眼・死者１名・80台以上
撮影：北海道開発局

XバンドMPレーダとは集中豪雨や局所的大雨を監視する目的で開発された
高精度な気象レーダ
全39基（2021年10月）

石狩局

河川情報センターHPより・250mメッシュ
・1分間隔

北広島局

特長
きめ細かな雨量分布をリアルタイムに把握できる

観測対象は雨。降雪時の観測精度は高いとは言えない
冬期積雪寒冷地のレーダデータは有効活用されていないのが現状

XバンドMPレーダを吹雪災害対策にも活用したい！
レーダによる上空の観測結果から地上における吹雪の発生状況を面的かつリアルタイムに把握するための方法について検討した
降雪雲

レーダによる上空観測

XバンドMPレーダ
風地上における吹雪地上

大宮ら（2020，雪氷）

Dualドップラー法を用いたレーダデータ解析⇒ 地上の吹雪を把握できそう…

Dualドップラー法
２基のレーダデータを使って風向風速を推定する手法
弱点
・推定可能エリアが限られる
・片方でデータ欠測が生じると推定不可となる

VVP法 (Volume Velocity Processing法)
立平・鈴木(1994)など

1基のレーダデータから風向風速を推定することが可能

Doviak and Zrnic(1993)を改変

推定プロセス① レーダ雨量から降雪強度の算出 大宮ら(2020)② VVP法に基づく上空の風向風速の推定 立平・鈴木(1994)③ 上空における飛雪流量（吹雪の激しさ）の推定④ 地上における飛雪流量の推定⑤ 飛雪流量から視程への換算 武知ら(2009)

*
*
*
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**

1m

1m

飛雪流量イメージ（単位：g/m2/s）

本研究では・2018年度冬期の吹雪84事例
・石狩局のデータを使用
・降雪による吹雪を対象に解析（地吹雪は対象外）

解析結果の概要① レーダ雨量から降雪強度の算出 大宮ら(2020)② VVP法に基づく上空の風向風速の推定 立平・鈴木(1994)③ 上空における飛雪流量（吹雪の激しさ）の推定④ 地上における飛雪流量の推定⑤ 飛雪流量から視程への換算 武知ら(2009)

XバンドMPレーダの観測対象はあくまで雨
降雪時の観測精度は‥△mm/h

レーダ雨量 ≠ 降雪強度

降雪強度とレーダ雨量の関係
石狩湾

石狩吹雪実験場
5km

X-MP石狩局
Double Fence Intercomparison Reference

Google map

世界気象機関が推奨する高精度な降水観測システム（DFIR）

DFIR設置箇所

DFIRによって観測した降雪強度と、DFIRの直上メッシュにおけるレーダ雨量を比較
比較条件
・地上気温が氷点下
・平均風速が 0.2m/s以下
・10分間降水量を比較

比較結果
地上 mm10分間降水量

y = 0.71x
R2 = 0.55

X-MP mm

・降雪時のXバンドMPレーダは実際の降水量を過大評価する傾向
・一般配信されているレーダ雨量を0.71倍した値
を降雪強度として使用することにした

解析結果の概要① レーダ雨量から降雪強度の算出 大宮ら(2020)② VVP法に基づく上空の風向風速の推定 立平・鈴木(1994)③ 上空における飛雪流量分布（吹雪の激しさ）の推定④ 地上における飛雪流量分布の推定⑤ 飛雪流量から視程への換算 武知ら(2009)
毎時大気解析値（気象庁）との比較
360m/s

風速3020

R=0.68a=0.92
N=4510

風向

315

270

R=0.82a=1.00N=45225

180

0010

2030

VVP風(m/s)
VVP(m/s)

VVP推定風（高度1000m）

毎時大気解析値
(deg.)HANAL風 (deg.)

石狩吹雪実験場

HANAL 風(m/s)
毎時大気解析値(m/s)

4040180225270315360

VVP風(deg.)
VVP(deg.)

概ね整合している

解析結果の概要① レーダ雨量から降雪強度の算出 大宮ら(2020)② VVP法に基づく上空の風向風速の推定 立平・鈴木(1994)③ 上空における飛雪流量分布（吹雪の激しさ）の推定④ 地上における飛雪流量分布の推定⑤ 飛雪流量から視程への換算 武知ら(2009)①③②mm/h

降雪強度（レーダ雨量× 0.71）

m/s

VVP推定風g/m2/s

上空における飛雪流量分布を推定

解析結果の概要① レーダ雨量から降雪強度の算出 大宮ら(2020)② VVP法に基づく上空の風向風速の推定 立平・鈴木(1994)③ 上空における飛雪流量分布（吹雪の激しさ）の推定④ 地上における飛雪流量分布の推定⑤ 飛雪流量から視程への換算 武知ら(2009)③g/m2/s

高度別のVVP推定風から風速の鉛直分布を仮定
上空における飛雪流量分布（高度1000m）

降雪粒子が地上に到達するまでの移流量を計算

地上における飛雪流量分布の推定
降雪粒子の落下速度は1.2m/sと仮定
梶川ら(1996)など

高度1000mにある降雪粒子が地面に到達する時間は約14分間③④

高度1000m

地上

レーダ観測から約14分後の地上の飛雪流量分布

解析結果の概要① レーダ雨量から降雪強度の算出 大宮ら(2020)② VVP法に基づく上空の風向風速の推定 立平・鈴木(1994)③ 上空における飛雪流量分布（吹雪の激しさ）の推定④ 地上における飛雪流量分布の推定⑤ 飛雪流量から視程への換算
視程(m)に換算

飛雪流量（g/m2/s）

視程(m)比較検証①（実測飛雪流量との比較）
5地点

設置高度7mSnow Particle Counter（SPC）

バラツキはあるものの、推定値と実測値は正の相関※全地点において同様の結果

透過型視程計

設置高度2.1m

石狩吹雪実験場における視程観測

実測視程 (m)比較検証②（実測視程との比較）（北ゾーン）

R=0.67y=1.16xR2=0.43

推定視程 (m)※ 視程1000m以下※ 地吹雪(9m/s以上)除く
竹内(1986)推定視程と実測視程は概ね整合
レーダデータに基づく吹雪視程予測は可能まとめと結論
地上における吹雪の発生状況を面的かつリアルタイムに把握すべく、XバンドMPレーダデータの解析を行った

推定飛雪流量・視程ともに実測値と概ね整合することが確認された以上より、吹雪時のレーダデータから、地上における吹雪の発生状況を面的かつリアルタイムに推定できると、結論づけたドライバーに対して視程障害の発生予測情報をリアルタイムに提供することが可能となるため、交通事故の発生予防に貢献できる

謝辞
・本研究では、国土交通省が提供するXバンドMPレーダデータを使用しました。このデータセットは、文部科学省の補助事業により開発・運用されているデータ統合解析システム（DIAS）の下で収集・提供されたものです

・吹雪観測において、国土交通省北海道開発局が管轄する除雪ステーションの構内に観測機器を設置させていただ
きました