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大阪中心部における夏季午後の降雨に対する熱フラックス改変実験
Heat Flux Modification Experiment for the Summertime Afternoon Precipitation in Central Osaka○入江 健太・竹見 哲也○Kenta IRIE, Tetsuya TAKEMIThis study aimed to investigate the impact of suppressing sensible heat fluxes (HFX) on precipitation patterns.
The Weather Research and Forecasting (WRF) model simulated precipitation events over the central Osaka region.
In an experimental setting with a 50% reduction in HFX, an approximately 78% decrease in temporal cumulative
precipitation in the region was observed when compared to the control experiment where HFX remainedunrestricted. This result highlighted the potential for controlling precipitation through the suppression of HFX.
1． 背景と目的

2．事例選定手法

都市と降水の関係は 1970 年代から研究が始ま本研究で対象とする現象は、都市で夏季の日中り、近年はヒートアイランドとの関係が調査されに急速に発達する積乱雲である。初めに事例選定ている。アメリカでは METROMEX や ATLANTA方法について紹介する。抽出期間は 2020 年からなど大規模なプロジェクトが行われてきた2023 年の 7 月から 9 月である。使用したデータは（Bornstein and Lin, 2000; Shem and Shepherd, 2009）。

京都大学生存圏研究所データベースから取得し日本国内でも東京などの大都市における調査がた全国合成レーダーGPV である。大阪中心部の降これまでに行われてきた。今回、解析対象となる

水 を対 象とす るた めに、 アメ ダス大 阪観 測所

大阪は、統計的に降水が少ない（竹見・土田, 2014）（34.68°N, 135.52°E）を中心とした 1°×1°の領域をことに加え、都市降水の研究がほとんどないため、設定した。アメダス大阪を中心とした半径 10 km

本研究では大阪を対象として解析を行った。と半径 20 km の円領域を設定し、それぞれの領域ヒートアイランドの効果を評価するために、土地利用を変化させた感度実験（例えば都市から水田など）や都市キャノピーモデルを用いた実験がを内側領域、外側領域と呼ぶ。積乱雲抽出に用いた条件は以下の通りである：①

現在の主流である。現在までの知見として都市の熱が増加することによる降水増加が示唆されてえるシグナルがある。
②

おり、将来気候における擬似温暖化条件下の実験
でも降水量の増加が示されている（Doan et al.,

時刻 T の 30 分前に外側領域に 1 mm h-1 以
上のシグナルがない。

③2022）。このように顕熱フラックス（Sensible HeatFlux; HFX）が降水量増加に寄与することは多くの

時刻 T において内側領域に 10 mm h-1 を超

時刻 T から 30 分後まで内側領域でシグナルが強くなっている。

④抽出時刻が 12 時から 17 時 JST の間であ知見が蓄積されている一方で、HFX を減少させるり、前線や台風が緯度経度 5°以内に存在し実験は多くない。そのため本研究では、HFX を減ない。

少させることで降水にどのような影響が生じる以上の条件を用いて抽出された 2023 年 8 月 27 日かについて調査することを目的とする。

が積乱雲を発生させるポテンシャルを持つ環境場であるとし、実験を構成した。

3．モデル設定

4．改変前と改変後の降水本研究で用いたモデルは Weather Research and

図 2a には CTL（黒線）と HFX50（青線）の、Forecasting Model Ver. 4.1.3 (Skamarock et al., 2019)

外側領域の都市グリッドで平均した HFX (W m-2)である。計算領域（ドメイン）を入れ子構造（ネをそれぞれ示している。どちらの実験も HFX のスティング）で設定し、3 段階ネスティングによ日変化が再現され、昼にピークをもつ。改変後のり計算を行った。設定したドメインは日本域を完HFX50 では、HFX を 50％カットしたものの、他全にカバーする領域（D01, 図 1a 黒枠）、九州からの計算・物理過程の影響で HFX の値は 50％を前東北をカバーする領域（D02, 図 1b 青枠）、アメダ後している。このように HFX を改変したことで、ス大阪を中心とする近畿地域をカバーした領域

大阪中心部における午後の降水にどのような影（D03, 図 1b 赤枠）である。水平解像度は D01 で響があったかを次に示す。

4.5 km、D02 で 1.5 km、D03 で 500 m と設定した。

図 2b には CTL と HFX50 の外側領域で平均しまた、降水の再現には鉛直解像度も関係することた降水量 (mm h-1) をそれぞれ示している。CTLから、下層ほど密な鉛直座標系を設定した。初期の降水量は 12 時過ぎに増え始め、15 時にピーク値・境界値には欧州中期予報センターが作成した、を持ち、夜になるにつれて減少している。一方でERA5 再解析データ（Hersbach et al., 2020）を用い

HFX50 の降水量は増え始めが CTL よりも遅く、た。今回の実験で都市キャノピーモデルは使用しCTL と同様に 15 時にピークをもつものの、CTLていない。
解析時刻は 9 時から 21 時 JST である。

よりも小さい値となった。外側領域の都市グリッ

対象とする短時間で発達する積乱雲は、発生にドにおける CTL と HFX50 の解析期間で積算した

対するランダム性が高く、単一実験ではカオス性

領域平均降水量を比較すると、HFX50 (5.3 mm h-1)を見ている可能性が高いため、計算初期時刻を変は CTL (23.8 mm h-1) の約 22％となっており、HFX化させて 8 つのメンバーを作成し、その平均を見を減少させることで都市部の降水量が減少するることで不確実性を多少軽減した。HFX を改変しことが示された。

た実験（HFX50）として、計算で出力される HFX

今回は D03 全域で HFX を 50％改変する実験のを D03 で 50%に減少させたメンバーを 8 つ作成

結果を示した。今後は現実的な介入方法を模索すし、それらの平均をコントロール実験（CTL; 改変るために、HFX の改変領域や改変割合を変えながなし）と比較し調査した。また、上述のランダムら調査する予定である。また、HFX 改変による降性を考慮し、実験では降水位置の誤差は許容した。

水量変化の物理メカニズムについても調査を進めていく。

Figure 1. The region of the simulation. (a) All domains

Figure 2. Time series of (a) HFX (W m-2) and (b)(D01, D02 and D03), (b) D02 and D03. Shading

precipitation (mm h-1) averaged over the outer region

indicates the terrain height (m) and the yellow star

where land use is urban. The CTL (HFX50) plot is theindicates AMeDAS Osaka station (34.68°N, 135.52°E).

black (blue) line.