気象要素の水平分布と長岡市の降積雪状況との関係に関する研究
大気水圏ダイナミクス研究室
玉木 大輔
指導教官
早川 典生
熊倉 俊郎
１目的の気温が 2 度以下の時における降水量の総和

これまで冬季日本海側地域の気象に関してである。期間は 1977 年〜1999 年までの 23 年

多くの研究が行われてきたが、1 シーズンの最間である。図 1 に長岡市の年間降雪水量の年大積雪深・季節の総降雪水量に代表されるよ推移を示す。

うな 1 シーズンにわたる降積雪状況の関係はよく解明されていない。よって本研究は長岡市の降積雪状況と各気象要素との相関関係を求め、その水平分布からどのように深く関係しているのかを調べる。
今までの研究から、長岡市の年最大積雪深と日本海上の気温・風速との相関関係に関して調べ、気温・風速は 12〜3 月平均よりも 1〜２月平均のほうが相関は高いことがわかった。よって本研究では、長岡市の年最大積雪

図 1 長岡市の年間降雪水量とアジアの気温

深・年間降雪水量とアジア全域の気温・風速 1〜2 月平均との相関関係を求め、その水平分布●気象庁積雪深データ

から関係を調べている。今回はページの都合

このデータから長岡市の年最大積雪深(cm)を上、長岡市の年間降雪水量とアジア全域の気求めた。12〜3 月中においての一番大きい積雪

温 1〜2 月平均との関係を発表する。また、相深の値をその年の年最大積雪深(cm)とした。

関係数の水平分布を用いて、アジアの 12 月平

期間は 1955 年〜1998 年までの 44 年間である。

均気温から長岡市の年最大積雪深の予測を行

図 2 に長岡市の年最大積雪深の年推移を示す。

った。
ここで本研究のいうアジアとは対象領域が緯度で南緯 10 度から北緯 70 度、経度で東経40 度から日本を経由して西経 160 度までの範囲のことをいう。

２使用データ●気象庁 AMeDAS データ
このデータから長岡市の年間降雪水量(mm/4month)を求めた。この値は 12〜3 月中

図 2 長岡市の年最大積雪深とアジアの気温

●NCEP/NCAR 再解析データ
このデータからアジア全域の気温(℃)、アジア全域の風速(m/s)を求めた。各グリッドでの１〜２月平均をその年の気温(℃)、風速(m/s)とした。期間は各比較値の期間を使用し、年間降雪水量では 1977 年〜1999 年までの期間を、
年最大積雪深では 1955 年〜1998 年までの期間を使用した。更に、鉛直方向に５成分(925hPa､

図 3 長岡市の年間降雪水量とアジアの気温

850hPa､700hPa､500hPa､300hPa)出力した。

３−２３

結果

３−1

相関係数の水平分布からみる関係

気象要素の差からみる降積雪傾向

図 4 は北緯 40 度、東経 132.5 度、925hPaにおける気温と年間降雪水量との相関関係を

図 3 は長岡市の年間降雪水量とアジアの 1表していて、相関係数は−0.83 である。(図 1〜2 月平均気温(925hPa)との相関をあらわす参照。) この地点において相関係数の絶対値は分布図である。降雪水量と各地点での平均気最大になる。そこから両極端の各 5 点を抽出

温を 1955 年から 1998 年までの 44 年間からし、図 4 で左上の 5 点の平均を図 5 に、右下求めた相関係数を各グリッドに納めたものでの 5 点の平均を図 6 にそれぞれ気温で表示しある。

たものを示した。図 7 は、更に関係を明確に図から見て分かるように、朝鮮半島の付けするために各５年平均の気温差、つまり図 4根部分を中心として強い負の相関が見られる。の左上 5 点の 5 年平均気温から右下 5 点の 5

よって、この地域で観測された気温が高いほ年平均気温を引いた差を表示したものである。

ど降雪水量は少なく、逆に気温が低いと降雪

図 5 と図 6 を比較してみる。両図ともに北水量は多いという事がわかる。この時期、西へ向かうほど気温が低く、南へ向かうほど気高東低の気圧配置によりシベリア方面では高温が高くなっている。ここで注目すべき点は気圧により非常に冷たく乾燥した空気が成長

気温の等高線が、年間降雪水量の多い年であする。この寒気団の勢力がつよいほど、つまる図 5 の朝鮮半島付近でぐっと南へ下りていり朝鮮半島付近にまで寒気が広がると日本海る。図 7 を見るとその影響がより明確にでて上での蒸発量も多く、日本海沿岸地域に雪をいるのがわかり、雪が少ない年よりも多い年たくさん降らすのである。このことからこれのほうが朝鮮半島付近では気温が低いのであはシベリアの寒気団の影響が主要な原因と考る。つまり雪が多く降る年は、より大きな寒えられる。

気の勢力が南下してきているのである。このことから気温と降雪水量との関係には、シベリアからの寒気の影響が強いという事がいえる。これによってシベリア方面の寒気は次々と南下し日本海で十分に水蒸気を含み、日本海地域に大量の雪が降るのである。

３−3

相関係数の水平分布(12 月平均)

今まではアジアの気温･風速は１〜2 月平均を用いてきた。ここからは 12 月平均の値を用い、その相関係数の水平分布から予測を行う。
その図 8 は長岡市の年最大積雪深とアジアの12 月平均気温(700hPa)との相関をあらわす分布図である。長岡市の年最大積雪深と各地点での平均気温を 1955 年から 1998 年までの 44
図 4 長岡市の年間降雪水量とアジアの気温年間から求めた相関係数を各グリッドに納めたものである。
この図は図 3 と同じような分布図であるのは、それぞれ相関を調べている年間積雪量と年最大積雪深が似た性質をもった観測値であるためと考えられる。図 2 や図 3 からもわかるように年ごとの推移も同じ動きをしている。
ここでこの 2 つの値の違いを説明する。年間降雪水量が 1 シーズンにおける総量に対して

図 5 降雪水量が多い時

年最大積雪深は 1 シーズンにおける最大値である。つまり、少ない降雪水量でも集中的に降り続ければ年最大積雪深は高くなり、逆に多い降雪水量でも連続的に降らなければ年最大積雪深は低くなる。よって年間降雪水量よりも様々な要素・条件が関わってくるのである。このため、年間降雪水量との相関係数よりも年最大積雪深の相関係数は全体的に下回っている。

図 6 降雪水量が少ない時更に、この図は時間をずらした相関をとっているので全体的に相関係数が低くなっている。これの理由として年最大積雪深は主に 1〜2 月の間で観測されるため、12 月の気象要素との関係が薄くなるのである。

図 7 降雪水量が多い時と少ない時の差図 8 長岡市の年最大積雪深とアジアの気温３−4

長岡市の最大積雪深の予測

図 9 長岡市の年最大積雪深とアジアの気温

図 9 は長岡市の年間降雪水量とアジアの気温(北緯 37.5 度、東経 130 度、850hPa)の 12月平均との分布図である。使用した期間は1955 年から 1998 年の 44 年である。図 8 より、この地点において相関係数の強さは最大となり、ここでの分布図が最も予測に適していると考えられる。最小二乗法より、回帰直線をY=aX+b として a＝−19、b=−111 となった。
検定を行い、ｆ値より有意水準 0.57 で有意と

図 10 長岡の積雪深の推移(2002/12/1〜)なり、ｔ値より信頼係数 0.80 の信頼限界は Y

長岡雪氷防災研究所より±1215(cm)となった。
ここで今年の予測を行う。この地点(北緯４結論37.5 度、東経 130 度、850hPa)で今シーズン●アジアの気温は朝鮮半島付近において寒気の 12 月平均気温は 11.0(℃)であった。回帰直と深い関係があり、寒気団の勢力はその年線より、今年の最大積雪深は 98(cm)となる。の長岡の降積雪状況に大きな影響を及ぼす。

図 10 は長岡雪氷防災研究所からのもので、今●アジアの風速と偏西風は深い関係を持ってシーズンの長岡の積雪深の推移を示している。

おり、その風の帯が何処に位置するかによこの図より、今年の最大積雪深は約 100(cm)

り降積雪状況は決定する。

となり予測値とほぼ等しくなった。しかし、誤差が 100(cm)以上となる結果となった。

●単相関からの予測式は誤差が大きい結果となり、実用性にかける。

参考文献1) 小 倉 義 光 著

一般気象学(第 2 版)

(1999) 東京大学出版会
2) 矢 島 美 寛 他 著

自然科学の統計学(1992) 東京大学出版会