日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要
No.57（2022）pp.115 − 122

東北地方北部における降雪分布と総観規模風系場についての解析工藤

達貴＊・山川修治＊＊Analysis of Synoptic Wind Fields and Snowfall Distribution in the Northern Tohoku Region, JapanTatsuki KUDO ＊ and Shuji YAMAKAWA ＊＊（Accepted November 11, 2021）

This study investigated the relationship between snowfall distribution in the northern part of the Tohoku regionand synoptic wind ﬁelds using the Japanese 55-year reanalysis (JRA-55) data. As a result of six case analyses, in case D, aconvergence zone was extending from the western Sea of Japan farther north than that in case A and case C. In case F,
850hPa wind direction was west-southwest. A large convergence zone passed through northern Tohoku and 850hPa
wind direction was north when heavy snowfall occurred in the large part of northern Tohoku. These results indicate thatat the time of heavy snowfall in the southern inland of Akita Prefecture, it is due to the convergence zone extending fromthe western Sea of Japan. These results also indicate that with respects to the heavy snowfall in the Kitakami Basin, snowclouds passed through the saddle of the Ouu Mountains and developed near the Kitakami Mountains. Furthermore,regarding heavy snowfall in a wide range, northerly winds were observed at 850hPa where snow clouds easily passed
over the mountains, and a large convergence zone passed through northern Tohoku.
Keywords: northern part of Tohoku region, snowfall distribution, synoptic wind field, JRA-55, 850hPa wind,convergence zoneとが判明しており，本稿と関係する興味深い事柄である。

1．はじめにところで，降雪分布についての研究は，北陸地方を対（1）研究の背景

象に多く行われてきた。例えば，新潟県では，里雪，山東北地方北部は，全域が国によって豪雪地帯に指定さ雪，里山雪 という 3 つの降雪分布型に基づき，あらゆれているなど，雪の多い地域である。特に日本海側の内る角度から大雪の原因が研究されている（例えば，Aki-陸では，冬季になると毎日のように雪が積もり，雪片付

yama 1981a,b; 山崎ら 2019）。

けに追われる。加えて，路面状況の悪化による渋滞や公東北地方の降雪分布について，黒坂（1978）は，日ご共交通機関の遅れなど交通への影響や，道路の除雪費にとの降雪分布から東北地方を 10 地域に分類し，それぞよる財政の圧迫など，雪による影響は多岐にわたる。

れの地域で多降雪となった日における総観規模の気象場

気候変動の観点からは，江戸時代における古文書に基を解析した。解析によって，東北地方南部の日本海側のづく研究（例えば，Maejima and Tagami 1983）やグリー

降雪分布は北陸の里雪・山雪と類似しているが秋田県平ンランド氷床のコア分析などに基づく火山活動・太陽活

野部における降雪分布は北陸地方の里雪とは異なる降雪

動と気候災害との関連に着目した研究（Yamakawa 1999）

機構をもつこと，太平洋側を中心とした降雪は低気圧がによって，降雪日や低温日が江戸時代に増加していたこ原因であることが明らかになった。しかし，風の収束・＊

日本大学文理学部地球科学科卒業生：# 現：筑波大学大学院理工情報生命学術院生命地球科学研究群・地球科学学位プログラム〒 156-8550 東京都世田谷区桜上水 3-25-40＊＊
日本大学文理学部地球科学科：〒 156-8550 東京都世田谷区桜上水 3-25-40＊＊＊

─ 115 ─a Nihon Univ. graduate； #Department of Earth and EnvironmentalSciences, Tsukuba University.
Department of Earth and Environmental Sciences, College of Humanities
and Sciences, Nihon University : 3-25-40 Sakurajosui Setagaya-ku, Tokyo,
156-8850 Japan（ 97 ）

工藤達貴・山川修治

発散など，雪雲の発達のしやすさに関わる要素が不足しており , 検討の余地がある。また，このような東北地方を解析対象とした降雪分布についての研究はほとんどな
く，降雪の総観気象特性（山川 2017）に関する解明が不十分であるため，研究を進める必要がある。
（2）本研究の目的
本研究では，特徴的な降雪量分布日における総観規模の風の場を解析することで，第一筆者の出身地である東北地方北部における降雪の総観気象特性を明らかにし，東北地方の気候に関する理解を深めることを目的とする。また，本研究の成果は，雪に対する防災・減災や，気象学と雪氷学のさらなる発展に寄与することが期待される。

2．使用データと解析方法（1）使用データ1.1）地表面解析値（風の u 成分，風の v 成分）1.2）等圧面解析値（風の u 成分，風の v 成分）
1.1 と 1.2 は，気象庁 55 年長期再解析データ（JRA-55;Kobayashi et al., 2015）の 6 時間ごと , 格子間隔 1.25°（ベクトルは 2.5° 間隔で表示），対象範囲

図120-60°N 及び 100-

東北地方北部の地形（標高［ｍ］）および降雪分布型の分類に用いた観測地点の位置

180°E のデータ。
1.3）AMeDAS 観測データ（積雪差合計）

多降雪日である。

気象庁・過去の気象データ検索より取得したデータ

加えて，すべての降雪分布型が重複しかつ降雪分布の（http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.php）。

偏りが少ない事例を，「広い範囲で多降雪日となった事例」として解析する。
ここで，各事例の代表的な降雪分布図を図 2 に示す。

（2）解析方法

2.2）事例解析2.1）事例の選定
本研究の対象地域は東北地方北部である。また，前年

本研究では事例解析を行い，各事例および広い範囲で12 月から 3 月までを 1 冬季とし，2010/2011 冬季〜2019/多降雪日となった事例における総観規模の風の場を調査

2020 冬季の 10 冬季を解析対象期間とする。

した。黒坂（1978）によると，雪雲は 850 hPa の風によっまず，黒坂（1978）での結果に基づき，東北地方北部て移動する。そのことから，850 hPa 面の風向・風速をにおける AMeDAS 積雪観測地点（標高 200 m 以下）を A解析した。なお，上空の寒気移流や風の鉛直シアが雪雲〜F の 6 つに分類する（図 1 ）。次に，日降雪量 20 cm 以の発達に寄与することを考慮し，700 hPa 面の風向・風上である日を「多降雪日」と定義したうえで，分類され速も解析した。また，一般に，地上で風の収束があるとた地域にある観測地点の中に多降雪日となった地点があきに雲が発達しやすい。そのことから，地上風および地る日を「A〜F 型の降雪分布日」とする。ただし，降雪上風の発散についても解析した。
事例解析にあたり，事例 A〜F に関しては，分類対象分布型の重複を認める。そして，次の条件を満たす日を「事例 A〜F」とし，解析の対象とする。となる観測地点の中で最大となる日降雪量が各事例につ①日ごとの降雪分布型が 2 つ以内である。

き上位 5 番以内である日における平均の風の場を解析し②降雪分布型の対象となる観測地点のうち最も日降雪量た。ただし，事例数が 4 つ以下の場合はすべての日におが多い地点の日降雪量が，降雪分布型の決定に使用しける平均の気象場を解析した。また，順位の重複によりた観測地点の中でも最も多い。

上位 5 番以内である日が 6 つ以上になった場合において③降雪分布型の対象となる観測地点のうち複数地点で（ 98 ）も，上位 5 番以内であるすべての日について平均した風─ 116 ─

東北地方北部における降雪分布と総観規模風系場についての解析

図 2 降雪型別にみた各事例における代表的な降雪分布〔Case A〕 青森県八甲田山を中心に，その南の奥羽山脈沿いの高標高域で大雪となる。
〔Case B〕 秋田県南西部の沿岸域の本庄平野を中心に，日本海沿岸で大雪となる。
〔Case C〕 奥羽山脈沿いに北部と南部に極大があり，後者は山形県北東部から繋がる。
〔Case D〕 奥羽山脈南部の西斜面を中心に山間部で大雪となる。
〔Case E〕 青森県東部〜岩手県北東部を中心に大雪となり，山形県東部にも極大がある。
〔Case F〕 北上高地を中心に極大となり，その南西の出羽山地方面から繋がる。
〔Case M〕八甲田山〜白神山地を中心に，奥羽山脈北部の山間部と青森県中部の平野部でも大雪となった。また，丁岳山地（秋田・山形県境）付近にも極大がみられる。

─ 117 ─（ 99 ）

工藤達貴・山川修治の場を解析する。なお，広い範囲で多降雪日となった事（4）事例 D

例は 1 事例のみであったため，その 2015 年 2 月 13 日に

地上では，東北地方南部で北西風と西風が収束している。また，日本海西部から伸びる収束域が，事例 A や事おける平均の気象場を解析した。

例 C と比べて北偏している（図 3 左）。この収束域は，3．結果と考察

JPCZ（Japan-Sea polar air-mass convergence zone; 浅井，1988; 浅井 ,1996; Shinoda et al. 2021）であると考えられ（1）事例 A
地上では，青森県付近で北西風と西北西風が収束している（図 3 左）。

るが，詳しい構造やメカニズムの解析は行っていないた
め，さらなる検討を加える必要がある。

850 hPa では，東北地方北部で西北西風が 15m/s とや

850 hPa では，東北地方北部で西北西風が 15 m/s 程度や強く吹いている（図 3 右）。風向は上空に向かって反とやや強くなっている（図 3 右）。また，上空に向かって時計回りに変化しており，上空では寒気移流があったと風向が反時計回りに変化していることから，上空では寒考えられる。

気移流があったと考えられる。

これらのことから，青森県の日本海側では上空の寒気これらのことから，秋田県南部では上空の寒気移流と移流と風の収束により雪雲が発達しやすかったことに加日本海西部から伸びる風の収束帯の影響で雪雲が発達しえ，八甲田山系などの山地に雪雲がぶつかって内陸部ややすかったことに加え，奥羽山脈に雪雲がぶつかって内山沿いでさらに発達したと考えられる。

陸部や山沿いでさらに発達したと考えられる。

（2）事例 B

（5）事例 E

地上では，東北地方北部で西風が 5 m/s 程度であり周囲よりも弱い（図 3 左）
。これは，日本海沿岸では内陸か地上，上空ともに東寄りの風が吹いている。地上では，風が収束している（図 4 ）。

ら風が吹いた時間があることを示唆する。また，日本海

これらのことから，青森県東部から岩手県北部にかけ西部から伸びる風の収束域が事例 A や事例 C と比べて北ては，南を通過する低気圧の影響を受けて降雪が強まっ偏している（図 3 左）
。これは，日本海沿岸がポーラーロたと考えられる。

ウ（Rasmussen,1979; Yanase and Niino,2007; 齋藤・山川，2020）の影響を受けたためであると考えられるが，（6）事例 F
地上では，東北地方の日本海側に風の収束域がみられ詳しい構造やメカニズムの解析は行っていないため，さる（図 4 左）。850 hPa では，岩手県付近で西南西風とらなる検討の余地がある。
850 hPa では，東北地方北部で西北西風が 10 m/s 程度なっているところがある（図 4 右）。

であり，内陸で降雪量が多い事例よりは風が弱い（図 3

これらのことと東北地方北部の地形から，日本海側で発生・発達した雪雲が奥羽山脈の鞍部を通過し，北上山

右）。
以上のことから，日本海沿岸では，季節風の西風が内陸からの風とぶつかって雪雲が発達し，沿岸にとどまっ地にぶつかってさらに発達したため，北上盆地で降雪量が多くなったと考えられる。

たため降雪量が多くなったと考えられる。
（7）広い範囲で多降雪日となった事例（3）事例 C

地上では，東北地方の西に北北西風と北北東風が収束

地上では，青森県〜秋田県北部付近で北西風と西北西することによって形成される，スケールの大きい風の収束域がある（図 4 左）。

風が収束している（図 3 左）。

850 hPa では，東北地方の西で北寄りの風が 10m/s 程

850 hPa では，西風が 20 m/s 程度と強い。また，上空に向かって風向が反時計回りに変化していて，上空では度となっている（図 4 右）。

寒気移流であったと考えられる（図 3 右）。

これらのことと東北地方北部の地形から，上空では広以上のことから，秋田県北部では上空の寒気移流と風い範囲に雪雲が入りやすい北寄りの風であり，地上ではの収束により雪雲が発達しやすかったことに加え，奥羽スケールの大きい風の収束域が東北地方北部を通過した山脈に雪雲がぶつかり内陸部や山沿いでさらに発達したため，広い範囲で降雪量が多くなったと考えられる。と考えられる。

（100）

─ 118 ─

東北地方北部における降雪分布と総観規模風系場についての解析

図 3（左） 降雪型別にみた事例ごとの地上における風向風速［m/s］および発散［×10-5/s］
赤のシェイドは発散，青のシェイドは収束を示す（右） 降雪型別にみた事例ごとの上空における風向風速［m/s］
黒のベクトルは 850 hPa，赤のベクトルは 700 hPa を示す
─ 119 ─（101）

工藤達貴・山川修治

図 4（左） 降雪型別にみた事例ごとの地上における風向風速［m/s］および発散［×10-5/s］
赤のシェイドは発散，青のシェイドは収束を示す（右） 降雪型別にみた事例ごとの上空における風向風速［m/s］
黒のベクトルは 850 hPa，赤のベクトルは 700 hPa を示す

で降雪量が多くなるとき，日本海西部から伸びる収束域（8）先行研究との比較
850 hPa の風向風速について，事例 A・D の結果は黒坂の影響を受けていることは，特筆に値する。

（1978）とほぼ同様であり，先行研究での結果と類似しまた，先行研究には広い範囲で降雪量が多くなった事ていた。事例 F の結果も黒坂（1978）を支持したが，雪例について解析したものがなく，同様に新たな研究結果

雲が奥羽山脈の鞍部を通過することは考察されていなであったと考えられる。

かった。
先行研究には地上の収束に着目したものがなく，新た4．まとめな研究結果であると考えられる。特に，秋田県内陸南部（102）

─ 120 ─東北地方北部の降雪分布とその要因について，以下東北地方北部における降雪分布と総観規模風系場についての解析

図 5 本研究のまとめを示す模式図（左上） 秋田県内陸南部で降雪量が多くなるとき
850hPa で WNW 風が卓越し，NW 風と WSW 風が収束雲を形成する作用が効いているとみられる。
（左下） 北上盆地で降雪量が多くなるとき
850hPa で WSW 風が卓越し，WNW 風と SW 風が収束雲を形成する作用が効いているとみられる。
（右上） 広い範囲で降雪量が多くなるとき
850hPa で N 風が卓越し，NNW 風と NNE 風が雲塊を形成する作用が効いているとみられる。の 3 つの新たな性質が明らかになった。

レーションを用いた解析を加えることで，より根拠のあ

1. 秋田県内陸南部で降雪量が多くなるとき，日本海西部る研究としたい。

から伸びる収束域の影響を受けて雪雲が発達し，上空また，東北地方北部の地形は複雑であり降雪の局地性の西北西風に流され奥羽山脈に進入し，内陸部や山沿も大きいため，小〜メソスケールの気象場も解析する必

いでさらに発達する（図 5 左上）。

要がある。力石・林（1995）は，観測データの集計・解2. 北上盆地で降雪量が多くなるとき，雪雲が南風成分を析により，青森市の風上における地上風の収束が大きいもった西風に流されて奥羽山脈の鞍部を通過し，北上ほど青森市の降雪量が多くなることを明らかにした。力山地に進入して発達する（図 5 左下）。

石・登城（2004）は，秋田県の横手盆地をはじめとする

3. 広い範囲で降雪量が多くなるとき，上空では北寄りの日本海側の盆地における冬季の AMeDAS 観測データを風が吹くため広い範囲に雪雲が入りやすく，地上では集計・解析した。その結果，日本海側の盆地では，夜間空間スケールの大きい収束域が東北地方北部を通過すの無風時に日本海からの弱い季節風が内陸部に集積したる（図 5 右上）。

寒気の上を上昇するときと，やや強い季節風が上昇気流を生じたときに降雪が強まることを明らかになった。今

5．今後の課題

後は，東北地方北部の降雪分布とメソスケールの気象場

本研究では，t 検定などの統計的な解析は行っていなとの関係を調べることで，東北地方北部における降雪分い。今後は，統計的な解析を行うとともに，数値シミュ

布とその要因に関する考察をさらに深めていきたい。

─ 121 ─（103）工藤達貴・山川修治

さらに，半旬〜月ごとの総降雪量分布と気象場との関係を調べることにより，東北地方北部における降雪分布の季節内での変動とその要因を明らかにしていきたい。
くわえて，降雪分布と総観規模の気象場の年々変動を解析することによって，東北地方北部における冬季の気候変動について明らかにしたい。中井（2015）は，「多雪指数」という冬季における最深積雪量の指標を設定し，全国を対象に冬季の積雪分布特性の数値化表現を試みた。
東北地方北部の降雪量分布においても，より詳しく特徴を指数化し，降雪分布やその年々変動を解析していきたい。

謝辞
本研究の再解析データには，気象庁から提供された，気象庁 55 年 長 期 再 解 析 デ ー タ（JRA-55） か ら， 地 表 面 解 析 値（風の u 成分，風の v 成分）・等圧面解析値（風の u 成分，風の v 成分）を使用した。また，京都大学生存圏研究所生存圏データベース提供の NetCDF 化された気象庁 55 年長期再解析データ（JRA-55）を使用させていただいた。
本論文を作成するにあたり，富山大学名誉教授の田上善夫
先生には大変貴重なコメントをいただいた。日本大学文理学部地球科学科の教員・先輩，永野 慧 気象予報士をはじめとする同級生からも有益な助言をいただいた。心より感謝申し上げる。
なお，本稿は第一著者の 2020 年度・地球科学科・卒業論
文に加筆・修正を施して作成したものである。

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