2023.1.21 : 気象研究所研究成果発表会

線状降水帯のレビューと今年度実施した集中観測の報告
加藤輝之
台風・災害気象研究部
集中観測に参加していただいた大学等研究機関

1

2

講演内容

１．線状降水帯とは線状降水帯の認知と用語の由来、地域・月別出現特性

２．線状降水帯の形成タイプと組織化過程
1.
破線型・バックビルディング型形成

３．梅雨前線帯と線状降水帯
梅雨前線帯の構造と大雨が発生しやすい地点

４．今年度実施した集中観測3１．線状降水帯とは線状降水帯の認知と用語の由来
地域・月別出現特性

4

大雨時の降水分布は気象レーダーで確認できる
レーダー観測の近代化
大雨に関する知見の蓄積が進んだ

5

レーダー観測の近代化（デジタル処理）
スケッチ → 電話ファックス

問題点：
定量的・総合的処理が不可能
即時性（作成・情報伝送の時間大）均質化（職人技）

昭和58年7月豪雨災害

1954年（昭和29年）に大阪管区気象台に設置された日本初の同型実用気象レーダー

全国一体運用
(1990～）

雨量計で補正デジタル化（1981～）

全国合成

解析雨量

毎年，日本各地で集中豪雨が発生！ それも、線状のものが多い
地上天気図/12時間降水量

秋田/岩手の大雨(2013.8.9)

広島県の大雨 (2014.8.20)

伊豆大島の大雨(2013.10.15-16)

関東・東北豪雨 (2015.9.09-10)67線状降水帯の命名の由来

戦略的基礎研究「メソ対流系の構造と発生・発達のメカニズムの解明」
この研究に関わった研究者が研究期間：1998-2003
ターゲット：梅雨期九州での線状の降水システム

線状降水帯という言葉を使いだした

教科書での定義(2007年)
長崎半島
長崎（諫早）ライン
甑島列島

第1.1節を線状降水帯とし、教科書として初めて紹介

8

降水分布をみると，・・・ 100～200 km程度で，幅が10～30kmの線状の降水域が見られる．・・・
その降水域が少な
くとも３時間はほとん ど 移 動1.し て い な
い．・・・多くの豪雨
は線状の降水域，・・・ 線状降水帯が長時間ほぼ同じ場所に停滞することにより引き起こされるのである．

9

報道発表での最初の利用（2011年）
豪雨発生５日後９時間で 500mm以上の降水をもたらした線状降水帯（下図）は、
1.
積乱雲繰り返し風上側に発生するバックビルディング型形成によって作り出されていたことが気象レーダの観測結果から確かめられました

ただ、線状降水帯よりも「バックビルディング」の方が人気

10からの
2012年
2013年
2014年

継続した線状降水帯による大雨の報道発表「平成24年7月九州北部豪雨」の発生要因について～強い南西風の持続と東シナ海上からの水蒸気供給～
平成25年台風第26号にともなう伊豆大島の大雨の発生要因～局地前線の停滞と伊豆大島の地形による強化～
平成26年台風第8号にともなう沖縄本島での大雨の発生要因～冷気プールによる降雨域の停滞と断熱冷却による不安定の強化～
平成26年8月20日の広島市での大雨の発生要因～線状降水帯の停滞と豊後水道での水蒸気の蓄積～

2015年
2016年

平成27年9月関東・東北豪雨の発生要因～２つの台風からの継続的な暖湿流の流入と多数の線状降水帯の発生～
2016年6月20-21日の長崎・熊本での大雨の発生要因について

広島の大雨（副題に線状降水帯を付加）以降、「バックビルディング」から線状降水帯が主体な報道へ11

2017年の新語・流行語大賞にノミネート

線状降水帯が世間で認知

12

線状降水帯のスケールと定義
2000年頃に日本で作られた新しい用語
気象庁用語集での定義

次々と発生する発達した雨雲（積乱雲）が列をなした、組織化した積乱雲群によって、数時間にわたってほぼ同じ場所を通過または停滞することで作り出される、線状にのびる長さ50～300km程度、幅20～50km程度の強い降水をともなう雨域。
移動する降雨バンドは線状降水帯でない！
学術的に定量的な定義は存在しない
適切な英訳も存在しない→“Senjo-Kousuitai”

気象庁発表の情報は災害に直結する線状降水帯が対象

13

降水系の形状別の集中豪雨事例の発生数

津口・加藤（2014）

台風・熱低本体による豪雨事例は除く

北日本
西日本

東日本
南日本

北日本

東日本

西日本 南日本

合計

線状

25384560

168(64.4%)

その他

3238

16

793(35.6%)

合計

5776

6167261

線状事例は縦横比3.0以上の降水域で定義

線状降水帯は集中豪雨事例の 64.4%（台風・熱低本体も含むと約半数：Kato 2020）

特に南日本で豪雨事例のほとんどが線状降水帯！

地域別-月別-降水系の形状別の集中豪雨事例の発生数

14

津口・加藤（2014）

東日本
台風の東日本：9月に線状が多い 遠隔事例

南日本

線状

梅雨での大雨

台風・熱低本体

南日本：6-7月に線状が多い
梅雨前線にともなう大雨の特徴
その他

15

２．線状降水帯の形成タイプと組織化過程
破線型・バックビルディング型形成16

日本でみられる線状降水帯の２つの形成過程(1) 破線型（broken line type）
局地前線上に暖湿流が流入することで、個々の積乱雲（降水セル）が同時期に発生

寒気(2) バックビルディング形成型 (back building type)
降水セルからみて環境の風の上流方向に新しいセルが次々と出現し、それが発達・移動して線状になる

風向き

ほぼどちらかバックビルディング型形成による線状降水帯の例（2014年8月広島での大雨）
３時間積算解析雨量

地上天気図

島根県

最大値238mm

広島県

山口県

050km

8月19日21時（停滞）前線の約300km南側で、線状降水帯が発生

1718

線状降水帯（積乱雲群AとB）の形成過程と構造
10分ごとの積乱雲群A
気象レーダー①②による③降水強度⑤⑨⑧積乱雲群⑧ ⑦⑥15km

バックビルディング型形成～50km

線状降水帯 10km

5～10km

積乱雲①②③④⑤⑥⑦⑧⑨④⑥⑦
積乱雲群BKato（2020）

⑨⑤④③②
①5km

100km以上

積乱雲群B

積乱雲群A

線状降水帯の維持過程：積乱雲群もバックビルディング形成
30分ごとの
気象レーダーによる
降水強度

00時15分

23時45分00時45分AA

01時45分

A

02時15分

DE

03時15分

C B

C

DE

D

Kato（2020）

C

02時45分

B

A

B

C

B

C
E

A

B

B

B

01時15分

D

F

G

F

D

水色線の交点は三入アメダス地点

050km

複数の積乱雲群（A～G）が次々と発生し、線状降水帯を形成・維持
三入アメダス

101mm

10分間降水量

三入に大雨をもたらした積乱雲群

19

B

C

D

FG20

九州で集中観測を行う必要性の説明

３．梅雨前線帯と線状降水帯
梅雨前線帯の構造と大雨が発生しやすい場所

西日本での大雨発生時の気圧配置
大陸気団

オホーツク海高気圧（オホーツク気団）

梅雨前線帯
下層トラフ
下層起源の低気圧・渦上昇流を生み出す

湿舌を形成

梅雨前線

南西風が強化 西に張り出す

太平洋高気圧（小笠原気団）21

22

西日本で見られる梅雨前線帯の特徴
対流活動が活発な領域では対流圏界面まで達する
太平洋高気圧の沈降場

厚み ～ 1km

亜熱帯
ジェット

湿舌 強風域 大陸側の（中国大陸・東シナ海から）
梅雨ジェット

南～南西風
湿った空気塊南
集中豪雨は湿舌の南縁で起こりやすい

対流圏界面

低温・乾燥域

西よりの風

上昇流

梅雨前線帯

北
通常、この位置に梅雨前線を解析（水蒸気前線）
Kato et al.(2003)を改訂

23

４．今年度実施した集中観測

集中観測に参加していただいた大学等研究機関

24

線状降水帯のメカニズム解明研究⚫ 気象研究所が中心となり、大学等の 14 機関と連携して、６月から九州を中心とした西日本において、線状降水帯のメカニズム解明のための高密度な集中観測を実施。
⚫ 集中観測データを参加機関と共有し、連携の下、メカニズム解明研究の推進を通じて、予測精度の向上に貢献。

メカニズム解明

集中観測

発生環境場※と内部構造を観測※ 線状降水帯の発生に影響を及ぼす大気の状態

観測データ

発生・停滞・維持等メカニズムの解明
数値予報技術の高度化

数値モデルデータ
一部観測データを気象研究所
予報作業で活用

気象庁

参加機関と協力・データ共有
宇宙航空研究開発機構 、海洋研究開発機構、鹿児島大学、京都大学、
情報通信研究機構、東京大学、長崎大学、名古屋大学、
日本アンテナ株式会社、福岡大学、防災科学技術研究所、三重大学、山口大学、琉球大学（五十音順）

メカニズム解明については、参加機関と連携して実施中

報道発表資料（令和4年5月31日）「線状降水帯予測精度向上に向けた技術開発・研究をオールジャパンで実施します」を一部改訂

25

集中観測の実施状況
担当機関

観測手段

気象庁

防災科学技術研究所
福岡大学
戦略的イノベーション創情報通信研究機構
造プログラム(SIP)
日本アンテナ
名古屋大学
三重大学
科学研究費補助金
鹿児島大学(新学術領域研究）長崎大学
科学研究費補助金
(基盤B）

京都大学
海洋研究開発機構
東京大学

琉球大学
宇宙航空研究開発機構
長崎大学
山口大学

ラジオゾンデ（船舶）GNSS（船舶）
海上気象観測（船舶）
マイクロ波放射計（陸上）ラジオゾンデ(陸上：気象官署)
ラジオゾンデ(陸上：委託)
マイクロ波放射計（陸上）水蒸気ライダー（陸上）地デジ電波（陸上）ラジオゾンデ(陸上)ドロップゾンデ（航空機）
ラジオゾンデ（船舶）
マイクロ波放射計（船舶）
GNSS（船舶）
海上気象観測（船舶）ラジオゾンデ（船舶）
マイクロ波放射計（船舶）
GNSS（船舶）
海上気象観測（船舶）ラジオゾンデ(陸上)ビデオゾンデ（陸上）マイクロレインレーダー（陸上）ディスドロメーター（陸上）ビデオゾンデ（陸上）重点実施期間
6/16～7/15

6月～10月
7/2～10月
6/16～7/21
6/16～7/15
6月～10月
6/16～7/15
7/5に実施三重大：6/15～25
鹿児島大：6/18～
7/3
長崎大：6/18～24
7/5～9

6/16～7/20
未実施

5/25（長崎大）・5/26（熊本地台）～10/27（熊本地台のみ撤収）
6/21、6/25、7/16に実施

線状降水帯の発生の有無に関わらず連続して観測を実施
線状降水帯の発生の可能性等を踏まえ、この期間の中で随時観測を実施

集中観測での高層ゾンデ/ドロップゾンデ観測実施マップ
マイクロ波放射計

福岡MBL
野母崎

福江

下甑

長崎丸（長崎大：6/18-22）
鶴洋丸（長崎大：6/22-24）(福岡大)

啓風丸（5/30-6/30,7/18-8/27）
凌風丸（6/27-7/21）

鹿児島MBL

勢水丸
かごしま丸（三重大：6/15-25）（鹿児島大：6/18-7/3）
新青丸（JAMSTEC：7/5-9）

航空機（名大：7/5）
名瀬ABL

沖縄本島
石垣島ABL

（琉球大）

南大東島
ABL

高層ゾンデ観測（陸上）： 6月16日から7月15日
福岡、鹿児島MBL：15時追加観測、強化観測では12時、18時も追加
名瀬、南大東島、石垣島ABL：03時、15時追加観測
福江、野母崎、下甑(福岡大：SIP)：業者委託、
1日4回、強化観測では1日8回観測
沖縄本島(琉球大)：
1日4回、強化観測では1日8回観測
・MBL官署では7月21日まで、ABL官署では7月19日まで追加観測を実施。
・琉球大は7月20日まで観測を実施。

・すべての船舶でGNSS水蒸気観測を実施
・船舶、航空機、沖縄本島での観測はTEMP報を通報、数値予報に利用

26

集中観測の実施マップ（九州付近）

27

地デジ電波：九州各地（NICT、日本アンテナ：SIP）

ビデオゾンデ：機動観測（山口大：6/21、25、7/16）

マイクロ波放射計：福江、天草（防災科研：SIP）

マイクロレインレーダー・ディスドロメータ
長崎（長崎大）熊本（JAXA）
水蒸気ライダー
野母崎（気象研：SIP）
下甑（福岡大：SIP）

SIPのマイクロ波放射計、水蒸気ライダーのデータは、リアルタイムで気象庁に転送、実況監視に利用

科研費新学術・科研費基盤Bの船舶観測
6/19-20には三船による稠密観測を実施●長崎丸●かごしま丸●勢水丸

1時間ごとの高層観測など
長崎丸 （6/18-22）
鶴洋丸 （6/22-24）

勢水丸（三重大）(6/15-25)
かごしま丸(6/18-7/3）

科研費新学術（三重大、鹿児島大、長崎大）
観測データ
高層ゾンデ観測, マイクロ波放射計（可降水量）
XBT/XCTD/CTD（海面水温、海水温、塩分）
海象観測（船底水温・塩分、流向流速、水深）
船底 ADCP（流向・流速）科研費基盤B（京大、JAMSTEC、東大）
観測データ
新青丸 （7/5-9）
高層ゾンデ観測
3時間ごと

マイクロ波放射計
雲カメラ
GNSS可降水量
レーダ波浪計
飛沫計
白波観測カメラ
XCTD
CTD/LADCP
空中ドローン（海況・海面水温）
シーロメータ
GPS漂流ブイ28

SIP（防災科研・NICT・日本アンテナ・福岡大・気象研・名大）の観測
マイクロ波放射計（防災科研）:
可降水量、気温、水蒸気、雲水鉛直
プロファイル（5分毎）
地デジ（NICT・日本アンテナ）：
2点間遅延量（1kmあたりに変換）
水蒸気ライダー（福岡大・気象研）：
水蒸気混合比の高度分布（15分毎）

ドップラーライダー（防災科研）：
高度1 kmまでの水平風の高度分布（5分毎）
航空機観測（名大）：53発のドロップゾンデ観測を実施
5日

29琉球大の観測（SIP航空機観測（名大）含む）
新竹

与那国島

琉球大・T-PARCIIが参画
科研費（新学術）により高層観測を強化

PRECIP 観測プロジェクト
新竹： 5 / 26 ~ 8 / 10
与那国島：5 / 26 ~ 8 / 13

沖縄本島の高層観測
6 / 16 ~ 7 / 20

航空機観測 7月5日

往路 25 発（GTS送信： 8 発）
ゾンデは4回/日（or 8回/日） 復路 28 発（GTS送信：18 発）
ゾンデは4回/日（or 8回/日）
水蒸気流入と地形、海洋との相互作用による （気象研との共同研究）
名古屋空港ー下地島往復
豪雨発生のメカニズム解明が目的（T-PARCIIの共同研究）

30

JAXA(熊本地台）・長崎大の観測
長崎大設置

熊本地台での観測例（7月19日）ディスドロメータ（RD-80）：
雨滴の落下による衝撃（運動量）を電気的パルスに変換し、その振れ幅から雨滴粒径や降水強度を測定

0～5時に気象研手法で線状降水帯を検出

ディスドロメータ（COTT-Parsivel-2）：

マイクロレインレーダ（MRR-2J）：
K帯（24.2GHz）降雨レーダー、鉛直分布のみ観測
高度 5km4時

5時

6時

数密度(log10(m-3 mm-1)）

レーザ光を水平に照射し、間を通過する降水の粒径、落下速度を測定
雨滴粒径分布
（4時00分～5時59分）

雨滴粒径(mm）

31

山口大による Rainscope観測
新規測器（Rainscope）による初期解析に成功

32

32 mm
高度

上空の降水粒子の種類、粒径、落下速度を観測
重さ：1kg6/25 13時09分に放球
大きさ：35x12x20cm

福岡レーダによる降水粒子判別結果（13時30分）

5㎞

あられが多い湿ったあられが多い

左右の写真はほぼ同高度のサンプル

33高層ゾンデ観測実施と降水状況

ドロップゾンデ観測(53発)

Total:1600発弱

この範囲 解析雨量（128-132Eの最大値）の緯度-時間断面図の最大値
長崎

鹿児島・宮崎対馬 福岡・佐賀〇 福岡・大分
山口

鹿児島東方沖〇〇7月19日4時

気象庁発表線状降水帯

気象研抽出線状降水帯

130Eでの前線の位置

高層ゾンデ観測による下層水蒸気と降水との関係
水蒸気混合比（鹿児島）の高度-時間断面図

この範囲 解析雨量（128-132Eの最大値）の緯度-時間断面図の最大値
長崎

鹿児島・宮崎対馬 福岡・佐賀〇 福岡・大分
山口

鹿児島東方沖〇〇7月19日4時

気象庁発表線状降水帯

気象研抽出線状降水帯

130Eでの前線の位置

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線状降水帯～基礎研究が生み出した防災用語～
気象庁
ホームページで公開中

教科書『図解説中小規模気象学』
での注釈

集中豪雨と同様に、線状降水帯の統一的な定義はないが、1時間～数時間の積算降水量分布で明瞭に認識できるものである。“線状”と“帯” という同意義的な言葉が繰り返されており、違1.
和感を持たれるかもしれないが、上述のように限定された降雨域のイメージを一般の方に持ってもらい、防災に役立ててもらいたいという思いが込められている。

35

36

ご静聴ありがとうございました

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