21 台風中心部の強風メカニズムに関する基礎研究（2003 年台風第 14 号）
池間英世 大立清俊 与那覇正之 北野昌幸（宮古島地方気象台）
１

はじめに台風中心部の詳細な構造と地上へ突風をもたらすメカニズムについての知見や将来的な突風災害調査に有益な着眼点を得ることを目的として、地上観測とレーダー、衛星画像を利用して台風中心部を詳細に解析し、その構造を明らかにするとともに、地上風速との関係を調べる。
なお、本調査は、平成 18 年度地方共同研究の一環として行ったものである。
２ 調査資料
宮古島地方気象台（以下、地台）、地台の南東2.2km に位置する宮古空港（以下、宮空）、地台の西北西約 14km に位置する下地島空港（以下、下空）の各地上観測データ、西部沖縄合成レーダー、衛星画像を用いて、台風 0314 号の突風時の特徴や台風中心部の構造について調査した。
３ 台風 0314 号の概要
2003 年 9 月 6 日 15 時にマリアナ諸島近海で発生した台風第 14 号は、発達しながら北西に進み、10 日 21 時には宮古島の南東海上で、中心付近の最大風速が 55m/s の「猛烈な台風」となった。11日４時頃に宮古島に最接近・通過した。このとき２重眼構造を示しており、宮古島は台風の目に入った（第１図）。
４ 宮古島地方気象台の地上観測データ
瞬間風速、平均風速とも、２重眼構造に対応して３時頃、６時頃、10 時 30 分頃にピークがあり、内側のアイウォール（以下ＥＷ）の西側がかかった 11 日 3 時 12 分に北 74.1m/s の最大瞬間風速、3時 00 分に北 38.4m/s の最大風速を観測している（第２図(a)(b)）。また、内側のＥＷの南側が通過
し た 吹 き 返 し の 風 に よ り 5 時 39 分 に 西 南 西61.1m/s の瞬間風速、6 時 10 分に南西 37.1m/s の平均風速のピークを観測したほか、外側のＥＷの通過に伴い、10 時 38 分に南西 55.8m/s の瞬間風
速、10 時 40 分に西南西 31.2m/s の平均風速のピークを観測している。
気圧は、台風の接近時は曲線を描いて低下しており、台風の眼に入った３時過ぎから５時ごろにかけて約 15 分の周期を伴った小刻みな振動を伴う気圧の底となっている。4 時 12 分には最低気圧
912.0hPa を観測した。

12:00
6:00
下地島空港
宮古島地方気象台

4:00
9/11 0:00

宮古空港

第１図

9/10 21:00

台風 0314 号の経路図と最接近時（9 月 11日 04 時）の西部沖縄合成レーダー図（右上）。

(a)807060504030
2010m/s 3:12 北 74.1m/s

5:39 西南西 61.1m/s
10:38瞬間風速
南西55.8m/s

瞬間風速

17 19 21 231357911 13 15 17

海面気圧
気温℃(b)

1000 ｈPa980

2827960(c) 940

262592024900
17 19 21 23

201357911 13 15 17

3 59/117

9 11 13 15mm/10分
10分降水量
エコー強度

15(d)

29105017 19 21 239/10

第２図1

台風 0314 により宮古島地方気象台で観測された地上観測データの時系列。(a)最大瞬間風速、(b)平均風向・風速、(c)気圧と気温、(d)10 分降水量とレーダーエコー強度。なおレーダー強度は西部沖縄合成レーダーによる。

60

気温は台風の眼に入った 3 時過ぎから 5 時過ぎにかけて、1 度近く上昇し、気圧同様小刻みな振動が見られる。内側のＥＷが通過し外側の眼に入った 9 時前から気温は再び上昇し、9 時過ぎから10 時前までの約 40 分間は 27.1 度に達し、変動が少ない。その後、外側のＥＷの通過に伴い気温は1 時間かけて約 3 度下がっている。
10 分間降水量、エコー強度にも風のピークとほぼ同じ時間帯にピークが見られる。瞬間風速の３ピークはエコー分布（第３図）では、発達したエコー付近に位置している。内側のＥＷがかかった
3 時 10 分と 5 時 40 分の断面図では、エコーは下層から 6km 付近まで強く現れており、強い上昇流により支えられた対流雲であることが分かる。エコー頂は時間による変動が大きく、約 9km と 7kmであった。外側のＥＷの 10 時 40 分の断面では、エコーは上空に向かって外側に広がった傾斜を伴って分布しており、傾斜の先端付近で、強い突風を観測している。
５ 中心付近の気圧と気温の変動
第４図に地台の気圧と併せて、宮空と下空の気圧の時系列を表す。地台と宮空は３時 10 分〜5 時20 分頃まで台風の眼に入っているが、下空は内側のＥＷ下に留まっており、眼には入っていない。
地台・宮空とも眼に入っている時間帯は 920hPa以下の気圧となっており（第 4 図上）、両地点とも15 分周期のかなり規則正しい変動が見られ、３０分毎に正偏差が大きく現れている。この変動は地台が宮空より 1、2 分先行しており、台風の中心が宮古島の東約 10km を通過していることから、眼の中を反時計回りに回る変動パターンの存在が示唆される（第４図上、中）。気温にもこの 15 分周期の変動は顕著に現れており、気圧変動よりやや先行しているものの、気圧の変動と同じ特徴を示している（第４図下）。５時 20 分頃からは地台・宮空とも内側のＥＷの中に入っており、気温は５時30 分過ぎまで下降した後は、ほとんど変動がみられない。気圧は上昇局面に当たっているが、5 時40 分ごろは気圧の低下が見られ、複数個の気圧変動として読み取れる。周期は約 25 分で、変動は同時か地台がやや先行している。長時間内側のＥＷにかかった下空では 4 時 10 分〜７時頃まで、鮮明に周期的変動が見られ、平均すると約 25 分となっており、地台・宮空の変動とほぼ一致している。5時 20 分以降の変動は、下空が地台・宮空より先行しており、内側のＥＷ内にも眼の中と異なる周期の反時計回りの気圧の変動が推測される。この気ⒷⒶⒶⒷⒶⒷⒶⒷⒶⒷⒶⒷ

第３図

3 時 10 分（上図）、5 時 40 分（中図）、10時 40 分（下図）のレーダーエコー平面図（左図）と断面図（右図）。断面図は 3 時 10 分には地台を通る東西断面図、5 時 40 分と 10 時 40 分には地台を通る南北断面図。矢印は地台の位置を表す。
960 ｈPa

地台気圧
宮空気圧
下空気圧

950
940
930920910
34hPa
4567

地台気圧偏差宮空気圧偏差下空気圧偏差20-2-4345627.5 ℃

7地台気温
宮空気温
下空気温

2726.52625.5253第４図

456

台風接近時（11 日 3 時〜7 時）の宮古島地方気象台、宮古空港、下地島空港の気圧の時系列(上図)と 1 時間の移動平均を引いた気圧偏差の時系列(中図)、気温の時系列（下図）。

617年 4 月 pp15-16,2004.8
圧変動と下空の風速を比較すると、気圧と風速には逆相関の関係が見え、高圧側で風速が小さく、下空2分平均風速knothPa
下空瞬間風速1404低圧側で風速が大きい（第５図）。また、風向と気下空気圧偏差
圧変化量（∂P/∂ｔ）とは概ね一致し、気圧が上120
2
昇局面では北寄り、下降局面では南寄りに変化す
100
0る変動が見られる。こうした関係は強風下におけ80-2る気圧の多角形構造などと関係している可能性が60-4ある。下空は 5 時 33 分に最大瞬間風速を、地台は45675 時 39 分に、宮空は 5 時 44 分に吹き返しによる
下空２分平均風向hPa/mindegree
3801.5
下空気圧変化量(∂P/∂ｔ）
瞬間風速のピークを観測している。これらの時間360
1.0
差は約 25 分周期の気圧変動の伝播との関連が示
340
0.5
320
0.0
唆される。
300
-0.5
６ 台風の眼の形状
280-1.0
外側のＥＷはレーダーエコーでみると、台風の260-1.5
眼が宮古島を通過する頃から多角形構造が見られ、4567
宮古島の北に中心が移った 12 時 30 分や 13 時 40
第５図 11 日 4 時 00 分〜7 時 00 分の下地島空港の分にはほぼ６角形の形状が顕著に表れている(第２分平均風速と瞬間風速及び気圧偏差の時系列
６図)。これらの前後の時間帯について各角に番号（上）、２分平均風向と気圧の時間変化量の時系列を振り追跡すると、概ね 2 時間周期で回転してい（∂P/∂ｔ）(下)。
ることがわかる。また、内側のＥＷから外側の空白域に伸びる小さなスパイラルバンド状のエコー②② ③③⑥① ②③①②④も、この期間④から⑥にかけて伸びており、内側①④③⑥④⑥①のＥＷの外縁もほぼ同じ周期で回転していること⑤⑥ ⑤⑤⑥⑤ ④が推定される。
12:00
12:10
12:20
12:30
内側のＥＷが眼にかなり近接して強いエコーが並んでいるのに対して、外側のＥＷの６角形の形③ ④④④ ⑤⑤ ⑥⑤③⑥状は 1〜8mm/h の弱いエコーで形成されており、そ④②③⑤①の外側に強いエコーが分布する構造となっている。
②③ ②① ⑥⑥② ①①
外側ＥＷの６角形の構造は同時刻の可視画像でも
12:40
12:50
13:00
13:10確認することができる（第７図）。
① ②７ まとめ
⑥①⑥ ①
①⑥②⑤⑥
内側のエコー強度の強いＥＷの西側がかかった③⑤②④②③⑤ ④⑤
時間帯で最も強い風が観測された。眼の中では 15④③③④分周期の気圧と気温の変動があり、地台と宮空の13:20
13:30
13:40
13:50
時間差から反時計回りの伝播が確認できた。また、内側のＥＷ内でも約 25 分周期の気圧変動が見ら
第６図 11 日 12 時 00 分〜13 時 50 分のれた。長時間内側のＥＷにかかった下空でも 4 時10 分ごとの西部沖縄合成レーダー。
10 分〜7 時頃まで地台、宮空と同じ約 25 分周期の変動が見られた。気温変動を見ると、内側の眼の内部では小刻みな変動があり、上昇流・下降流が激しく入れ替わっている事がうかがえるが、外側の眼の中ではほとんど変動はなく、安定した下降流場となっている。外側のＥＷはほぼ６角形の構造が見られ、およそ２時間周期で回転していた。
＜参考文献＞
台風 0314 号（マエミー）の強風について;奥田第７図 11 日 11 時 52 分（左）、12 時 52 分（中）、泰雄他;日本建築学会学術講演梗概集 B-1 平成 16
13 時 40 分（右）の可視画像。
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