（様式３）新潟大学災害・復興科学研究所
共同研究報告書

日本海側地域に豪雨・豪雪災害をもたらす異常気象と気候変動研究代表者担者氏名 川瀬 宏明 1）
研究分担者氏名 本田 明治 2）
研究分担者氏名 河島 克久 2）
研究分担者氏名 山根 省三 3）
研究分担者氏名 吉田 聡 4）
研究分担者氏名 山崎 哲 5）
1）気象庁気象研究所 2）新潟大学災害・復興科学研究所 3）同志社大学理工学部
4）京都大学防災研究所 5）海洋研究開発機構
研究要旨
新潟県をはじめとする日本海側地域では冬の豪雪のほかに，夏の豪雨，竜巻・突風等の極端気象がたびたび発生する．例えば，2020/21 年冬季，新潟県中越の山沿いや上越の平野部での大雪や，平成 23年新潟・福島豪雨などが挙げられる．これらは偏西風蛇行や爆弾低気圧，線状降水帯，日本海寒帯気団収束帯などのマルチ時空間スケールの大気現象が相互作用して発生・発達する．本研究では，昨年度までに確立した極端気象の指標を活用しながら，近年加速する地球温暖化の影響も考慮し，新潟県周辺で極端気象を引き起こすマルチスケールの極端気象・気候変動の影響を調査する．
Ａ．研究目的

長期再解析（JRA-55）（Kobayashi et al. 2015）

本研究では，2020/21 年冬季に発生した大雪をと領域メソ解析データを使って,ローカルな大気はじめとする日本海側の極端気象を発現，強化さ場とグローバルな大気大循環場を繋ぐメカニズせた要因を明らかにするため，大気循環場の変動ムを調査する．

から局所的な循環までのマルチ時空間スケール(3) 衛星観測データを同化していない気象庁長な視点から解析する．具体的には，事例解析とし期大気再解析データ JRA-55C（Kobayashi et al.て，2018 年の新潟と福井の豪雪や 2021 年 1 月の2014）を用いて，爆弾低気圧の活動度の長期変化新潟県上越の大雪を対象に，日本海の海面水温を調査する．解析期間は 1958 年から 2012 年の（SST）の感度や温暖化の影響，大循環場の寄与を寒候期（10 月～5 月）とする．

分析する．一方，統計解析としては，冬の嵐をも(4)過去約 30 年間の解析雨量データを用いて，日たらす爆弾低気圧や新潟周辺の線状降水帯の長本海沿岸地域における線状降水帯の発生頻度の期変化傾向を分析する．

変化を調べる．解析雨量は前半と後半で精度が異なるため，前半と後半に分けて分析する．

Ｂ．研究方法(1)2018 年 1 月と 2021 年 1 月の大雪事例を対象

Ｃ．研究結果に，気象モデルを用いた再現実験及び感度実験を

C-1 2018 年 1 月と 2021 年 1 月に新潟県で発生し実施し，SST や長期的な気温上昇が大雪影響を分た大雪

析する．また，大雪事例における寒冷渦の関連を

2018 年 1 月 11 日から 12 日かけて，新潟市では調査するため，寒冷渦マップ(指標)を用いる．

24 時間に 80 センチの降雪深を観測した．この大(2)2018 年 2 月の福井豪雪について，気象庁 55 年

雪には日本海寒帯気団収束帯（JPCZ）の直接影響

のほか，寒冷渦の存在や，JPCZ と北海道西岸の低長期変動を JRA-55C を用いて解析した．局所発達気圧との間で生じた下降流に伴う海上での発散率 LDR24（Kuwano-Yoshida 2014）と低気圧トラッ風の寄与が指摘されている．そこで 2km 格子の気キング（Kuwano-Yoshida et al. 2022）で北太平象庁非静力学モデル（NHM; Saito et al. 2007）

洋の爆弾低気圧を抽出したところ， 1 月に東シナを用いた再現実験を行い，その影響を調査した．

海で発生し，日本南岸を通過しながら急発達する再現実験の結果，日本海上には明瞭な大気下層爆弾低気圧が 1987 年以降に急増していた．1987の下降流と海上での風の発散が計算された．その年以降は 1986 年以前と比べて，南シナ海，東シナ発散風が北寄りの弱い季節風と合わさった形で海，中国南部に吹き込む季節風が弱化し，対流圏新潟県に吹き込み，越後平野の摩擦や陸風の影響下層が高温湿潤化し，この暖湿偏差の北端で傾圧で収束が生じ，沿岸平野部で雪雲が発達していた．

帯が強まっていた．ここで発生した低気圧が暖湿

一方，日本海の SST を一様に 4 度上昇させた実験

気塊を伴って，凝結加熱によって北太平洋中央部

では，JPCZ と北海道西岸の低気圧の上昇流は強化で急発達していた．一方で日本海を起源とする爆され，日本海中部の下降流も強化された．これに弾低気圧数は減少していた．この爆弾低気圧活動伴って地上の発散風が強まり，越後平野部での収の活発化は近年のストームトラックの「真冬の振束も強まったとみられる．また，強い降雪帯は SST幅低下」の弱化（Nakamura et al. 2002）の要因が高いとより沿岸に移動することもわかった．の一つとなっていることが示唆された．

2021 年 1 月に新潟県上越から富山県で発生しC-4 新潟周辺に発生する線状降水帯の経年変化た大雪に関して，昨年度実施した 2020 年 12 月の1988 年 4 月以降の約 33 年間の解析雨量データ

事例同様，これまでの地球温暖化の影響を評価しを用いて，新潟県周辺で発生した線状の降水域をた．その結果，温暖化によって JPCZ 付近の対流が抽出した結果，8・4 水害（1998 年），平成 16 年 7強化され，降水量が増加した．また，この事例は

月新潟・福島豪雨，平成 23 年 7 月新潟・福島豪下層の寒気が強かったため，沿岸部でも雨に変わ雨を含む 29 事例が抽出された．しかし，2004 年ることなく，降雪量の増加につながった．

以降に比べて 2003 年以前に抽出された事例の数

C-2 2018 年 2 月の JPCZ 福井豪雪事例が明らかに少なかった．この原因として，解析雨2018 年 2 月初旬に福井市内で記録的な豪雪が量の格子間隔が 2001 年に 5km から 2.5km に，2006発生した．
この豪雪の背景には JPCZ と呼ばれる，年に 1km に変更されたことが影響した可能性が考

日本海上の風の収束帯が数日程度停滞する現象

えられる．線状の降水域の抽出では Urita et al.

が存在していた．2 月 5〜7 日にかけて福井の西側（2011）の手法 III に従い，2001 年以降のデータで発生した JPCZ 上での活発な対流で活性化されを 5km 格子に変換して用いている．

た積雲が福井市に繰り返し到達することで顕著

この 5km 格子解析雨量と新潟地方気象台で観測な降雪・積雪が発生した．この JPCZ 発生の背景にされた雨量とを比較した結果，観測雨量と解析雨あった大気大循環場（北半球規模での大気の流れ）量の月積算値との間の関係に年代による明確なについて調査を行った．JRA-55 を使って大規模な違いは見られなかった．また，2003 年までの解析

寒気の流れ（寒気質量フラックス，Iwasaki et al.

雨量には欠損値が多く含まれているが，この欠損2014）を調査したところ，通常シベリアからオホ値が抽出に及ぼす影響は小さいと判断された．

ーツク海を通過する北太平洋への流れが抑制され，朝鮮半島から東シナ海へと向かう流れが強くＤ．考察

なっていることがわかった．また，この大規模な今回，異なる手法を用いて豪雨や豪雪の事例解寒気の流れを変調させるのに，東シベリア域での析及び統計解析に取り組んだ．本課題では豪雪にブロッキング現象（Yamazaki et al. 2019）が関関しては事例解析にとどまったが，地球温暖化に係していることがわかった．

伴う降雪の強化や，大気循環場（ブロッキング）

C-3 真冬の北太平洋爆弾低気圧活動の 1980 年代と JPCZ との関係も明らかとなった．今後は，大雪後半からの急激な活発化をもたらす JPCZ の統計解析（経年変化や長期変冬の気象災害要因の一つである爆弾低気圧の化）が必要となってくるだろう．

一方，線状降水帯の抽出に関して，2006 年以降

Assimilating Conventional Observations Only.の 5km 格子データへの変換では空間平均操作が施SOLA, 10, 78–82.

されている．また，近年の方が気象レーダーによKobayashi, S., et al., 2015: The JRA-55

る 1 時間あたりの観測頻度が多い．これらによりReanalysis: General specifications and basic

期間前半の解析雨量データは後半のデータに比べて空間変動が大きく，線状の降水域の分布が分

characteristics. J. Meteor. Soc. Jpn., 93, 5–48.

断されやすくなっている可能性がある．今後は，Kuwano-Yoshida, et al., 2022: Rapid Increase of

解析雨量を空間的に平滑化して降水域を抽出す

Explosive Cyclone Activity over the Midwinterることを検討してゆく．

North Pacific in the Late 1980s. J. Clim., 35,
1113–1133.

Ｅ．結論

Nakamura, H., et al., 2002: Interannual and

本課題では，事例解析及び統計解析により，日Decadal Modulations Recently Observed in

本海沿岸域における豪雨・豪雪をもたらす発生要

the Pacific Storm Track Activity and East

因の分析及び長期変化について調査した．

Asian Winter Monsoon. J. Clim., 15, 1855–2018 年 1 月の新潟の大雪は，日本海中部の下層発散に伴う北風と陸風・摩擦収束によって降雪雲が発達することで発生した．また，SST によって降雪雲の位置が変化することがわかった．同年 21874.

Saito, K., et al., 2007: Nonhydrostatic atmospheric models and operational development at

月の福井の大雪に関しては，数日前から発生した

JMA, J. Meteorol. Soc. Jpn., 85B, 271–304.

ブロッキングが JPCZ の発生に影響した可能性がYamazaki, A., et al., 2019: Regional Snowfallある．2021 年 1 月の大雪については，温暖化によDistributions in a Japan-Sea Side Area ofり JPCZ が強化され降雪量が増加した可能性が示Japan Associated with Jet Variability and唆された．

Blocking, 97, 205−226.

1958 年以降の長期統計解析から，爆弾低気圧は1980 年代半ばから急増し，その要因として冬季モンスーンの弱化に伴う東シナ海の温暖湿潤化が影響したことがわかった．一方，1988 年から 2020年において新潟の線状降水帯の発生数を分析したところ，期間後半に発生するが増えており，これは前半と後半の解析雨量の精度（空間分解能）の違いには影響を受けていないことがわかった．

Ｆ．研究発表1.論文発表Kuwano-Yoshida, A., S. Okajima, and H.
Nakamura, 2022: Rapid Increase of Explosive
Cyclone Activity over the Midwinter North
Pacific in the Late 1980s. J. Clim., 35, 1113–1133, doi:10.1175/JCLI-D-21-0287.1.

引用文献

2.学会発表Fink, A. H., et al., 2012: Diagnosing the川瀬宏明ほか，2020/21 冬季の大雪に工業化以降

influence of diabatic processes on the explosiveの温暖化が及ぼす影響，日本気象学会 2021 年

deepening of extratropical cyclones. Geophys.

度秋季大会，2021 年 12 月，三重県津市．

Res. Lett., 39, L07803.
Iwasaki, T. et al., 2014: Isentropic analysis ofpolar cold airmass streams in the Northern
Hemispheric winter. J. Atmos. Sci., 71, 2230–2243.
Kobayashi C., et al., 2014: Preliminary Resultsof the JRA-55C, an Atmospheric Reanalysis

川瀬宏明ほか，2020/21 冬季に発生した大雪に対する大気と海洋の温暖化の影響，雪氷研究大会（2021），2021 年 9 月，千葉（オンライン）．
山崎哲ほか，気象再解析データでの 2018 年 2 月の福井豪雪，雪氷研究大会（2021・千葉-オンライン），2021 年 9 月 15 日，オンライン．