防災研究所 気象・⽔象災害研究部⾨ 暴⾵⾬・気象環境研究分野

現象

乱流、突⾵、境界層、⻯巻、積乱雲、集中豪⾬、メソ対流系、梅⾬、台⾵・熱帯低気圧、温帯低気圧、モンスーン、⼤気陸⾯相互作⽤、⼤気海洋相互作⽤

⼿法

現地観測、衛星観測、データ解析、数値モデル、数値実験、数値シミュレーション

教職員

⼤学院⽣

研究テーマ

教授

⽵⾒哲也

福原 隆彰 (D3) ⻯巻・ダウンバーストと突⾵の発⽣機構

助教

堀⼝光章

呉特任准教授Sridhara Nayak

柳瀬 友朗 (D3) 積雲対流と⼤規模場との相互作⽤に関する数値実験

特任助教

Guangdong Duan

研究補佐

中前久美

佟 鈴 (D2)

事務⼾⽥嘉⼦

品穎 (D3)対流系の予測可能性に及ぼす地形の影響
アジア太平洋モンスーン活動下での梅⾬降⽔のオンセット

⼊江 健太 (D2) 上層寒冷低気圧と台⾵の接近徐 盟庚 (D1)

放射加熱による台⾵の急発達への影響に関する数値実験

⼤学院⽣

研究テーマ

⼤学院⽣

研究テーマ佐藤 宏樹 (D1)

地表⾯摩擦が⻯巻に及ぼす影響

岡崎 恵 (M1)

⾬滴粒径分布の観測と雲物理過程

中 七海 (D1)

集中豪⾬の事例解析とその降⽔特性や環境条件に関する研究

柴川⼤雅 (M1)

⼤⾬について

余 若天 (研究⽣)

台⾵の発⽣過程について

橋本絵梨⾹ (M2) 台⾵発達時の対流バースト
⼭⽥ 怜史 (M2)積雲対流発達における雲物理過程

当研究室の強み• 超⾳波⾵速温度計を開発した初代光⽥寧教授以来の観測技術の伝
承• MM5, WRFを⽤いた数値計算のノウハウ蓄積• ひまわりデータのヘビー・ユーザーとしての衛星データ利⽤技術のノウハウ蓄積• 多彩な卒業⽣の進路• プロジェクト型研究による医学・⼯学・⼈⽂科学の諸分野との共同研究

分野

題⽬

修⼠論⽂のテーマ (2007-)

乱流、 Large Eddy Simulationを⽤いた層積雲の崩壊過程についての数値的研究
境界層、 塵旋⾵の発⽣環境場及び強化過程に関する研究
突⾵
中⽴エクマン層内ストリーク構造の形成メカニズムの解明
強⾵イベントに着⽬した冬期の庄内平野における⾵の時空間変動の解析
実在都市における境界層乱流の時空間構造に対する解析
積乱雲、 濃尾平野における夏季の降⽔特性とその発⽣環境場について⻯巻
近畿地⽅における夏季の降⽔特性とその環境場に関する研究
台⾵8019号に伴う⻯巻に関する数値実験
⻯巻様渦の遷移に関する数値実験
底⾯粗度の違いによる⽔上⻯巻上陸時の強度・構造変化の研究
豪⾬、メソ対流系

関東平野において夏期の午後に発⽣する局地豪⾬の発⽣環境場に関する研究
⾼解像度レーダーデータ及び数値実験による局地豪⾬の発⽣機構に関する研究
アメダスデータを⽤いた集中豪⾬事例の抽出とその特徴に関する研究
近年の豪⾬災害事例に⾒られた降⾬特性および環境条件に関する研究
スコールラインの⽔収⽀解析
⾼解像度放射対流平衡実験における積雲アンサンブルの統計的性質

分野

題⽬

梅 梅⾬期における降⽔量の変動と⽔蒸気移流に関す
⾬、 る研究モン チベット⾼原上の⽔蒸気起源に関する研究
ス 梅⾬期に北陸地⽅で発⽣する停滞性降⽔系の環境ー 場に関する解析
ン海⼤陸⻄部での寒候期における降⽔の⽇変化特性と総観場との関係

分
野

題⽬

台 北⻄太平洋上におけるメソ対流系の併合と熱帯低⾵、 気圧の発⽣熱
2004年台⾵16号と18号の発達における⼤気－海洋帯相互作⽤
低気 多⾓形眼を伴う台⾵SONGDA(2004)のエネルギー
圧 解析
強⾵下の海⾯粗度変化による台⾵の強度への影響に関する数値的研究
台⾵の強度変化と海洋貯熱量の関係

低気圧

温暖化による温帯低気圧活動の変化

衛星

MTSAT-1Rデータを⽤いた3.7μm雲反射率の算出

台⾵が温帯低気圧化後急速に再発達するときの構造と環境場

静⽌気象衛星MTSAT-2，Fengyun-2Eを⽤いた雲粒有効半径算出⼿法の開発

⽇本に近づいてから発達する台⾵の特徴

⽇本域春季の降⽔特性と総観規模条件の統計解析

ひまわり8号データを⽤いた地表⾯温度の算出

インド洋の熱帯低気圧の発⽣に及ぼすMJOの影響に関する研究︓統計解析及びCINDY2011期間の事
例解析

放射が台⾵の発達に及ぼす影響に関する数値実験主な研究テーマ
暴⾵⾬
気象環境••••••••••••

台⾵・豪⾬・強⾵・⻯巻など暴⾵⾬現象の基礎研究
地球温暖化時の極端現象(台⾵・豪⾬)と災害影響評価
爆弾低気圧による気象・海象災害
熱帯積雲対流の組織化と熱帯低気圧の発⽣・発達過程
境界層乱流の観測と気象モデル/LESモデル融合研究
気候変動に伴う都市災害への適応
観測と建物解像モデリングを融合した市街地における局所降灰予測⼿法の確⽴
マングローブ林による台⾵⾼潮の減災効果と気候変動影響評価
アジアダスト現象(⻩砂)の発⽣・輸送過程
乾燥地ワジ流域の⽔⽂・⽔資源管理
放射性物質による環境汚染
⽕⼭灰の⼤気拡散・沈着、⽕⼭防災

学⽣ひとりひとりの個⼈の興味ベースの研究連絡先• ⽵⾒︓takemi@storm.dpri.kyoto-u.ac.jp• 研究室Web︓
http://ssrs.dpri.kyoto-u.ac.jp
⼊学希望者向け情報
http://ssrs.dpri.kyoto-u.ac.jp/message.html
今⽇のスライド
http://ssrs.dpri.kyoto-u.ac.jp/research2021.pdf

在学⽣の研究（例）積雲対流と⼤規模場との相互作⽤に関する研究(D3 柳瀬) 湿潤⼤気における, 対流の集団的動態・組織化・⼤規模場との相互作⽤を,微細規模から惑星規模まで統⼀的に理解したい.
→ ⾼解像度放射対流平衡実験により, 湿潤対流を軸とした,放射・雲・乱流・熱⼒学場・⼒学場のマルチスケール相互作⽤を紐解く.
 理想化⼤気数値シミュレーション

 雲レジーム図 領域幅拡張に伴う⼤規模雲群への⾃⼰組織化
⽔蒸気量

組織化

Horizontally doubly periodic

 3次元完全圧縮⾮静⼒学⽅程式系モデル (SCALE)
 物理過程︓雲微物理・乱流・接地層・放射 制御パラメータ︓
 ⽔平領域幅 L: 96–960 km
 ⽔平格⼦幅 Δx: 4,000–500 mx, y
L ~ 100 kmΔx=1 km(km)x, y, z

領域幅

雲⽔量

湿潤・雲域と乾燥・晴天域の⾃発的分離↔
MH12 referenceIIIIII

L ~ 1,000 km
Δx=1 km

⾮組織化
格⼦幅 (m)※Yanase et al. (2020, GRL) Figs.1&2に加筆

起源の異なる２つの渦の相互作⽤プロセスの解明
起源や構造の異なる低気圧が接近・併合することで、それぞれの低気圧構造にどのように影響し合うか、そのメカニズムの解明を⽬指す。
Keyword: typhoon, trough, extratropical transition, vortex interaction

Upper-TroposphericCold LowTyphoon

D2 ⼊江Impacts of radiation on tropical cyclone D1
Xu Menggeng(徐 盟庚)

According to satellite observations, there is anevident diurnal change of cloud coverage oftropical cyclone in different ocean basins. It
may be ultimately attributed to the diurnal
variation of radiative forcing.
Some previous studies shows radiation caninfluence tropical cyclone genesis anddevelopment by numerical simulation.
Idealized simulation of rotating radiativeconvective equilibrium can exclude largescale forcing to investigate tropical cyclone
intrinsic response to radiation.

Idealized simulation of rotating radiative-convective equilibriumin Weather Research and Forecasting (WRF) Model佐藤(D1) ⻯巻様渦の数値流体実験（CFD）
研究２ スーパーセル型⻯巻
研究１ ⽔上⻯巻⽔上⻯巻上陸時における底⾯粗度の影響 メソサイクロンー⻯巻間の⼒学

⽔⾯︓滑らか陸⾯︓凸凹

海上、湖上で発⽣する⽔上⻯巻が上陸する際に、底⾯の粗度（→摩擦）の変化によってどのような影響を受けるか︖

積乱雲内の直径~10 𝑚のメソサイクロン
地表付近の直径~10 𝑚の⻯巻
メソサイクロンは、どのような機構で⻯巻の発達に寄与しているのか︖
単純な実験設定でこれを調べる。

近年の豪⾬災害事例に⾒られた降⾬特性および環境条件の解析 （D1︓中）
⽇本では，暖候期における集中豪⾬が毎年のように発⽣しており，河川の氾濫・低い⼟地での浸⽔などの⽔災害や，斜⾯崩壊による⼟砂災害に⾄るケースも近年続発している．

2020年7⽉豪⾬︓湿潤絶対不安定層（MAUL）の厚さ・底の⾼度

このような豪⾬事例について，降⾬特性や気象条件，特にMAULの発現に関して解析を⾏い，豪⾬災害の発⽣条件や発⽣メカニズムを解明することを本研究の⽬的とする．
近年⽇本で発⽣した豪⾬事例では，CAPE は著しく⼤きな値ではないが，⼤気⾮常に湿っていたことがわかった．

2020年7⽉豪⾬︓⽔蒸気フラックスの収束・発散

また，MAULの発現領域内で⼤⾬が降り，MAULの発⽣・持続には⽔蒸気の収束が必要であることがわかった．

対流発達における鉛直解像度と雲物理過程の関係• 対流のシミュレーションにおいて、雲粒や⾬粒の⽣成過程を決めている雲物理スキームは計算結果に⼤きな影響を与える• この雲物理スキームに対してシミュレーションにおける計算設定の1つである鉛直解像度が与える影響を調査することを⽬標としている
鉛直解像度
⾼dz＝100m

dz＝200m

dz＝400m

計算開始
100分後の対流の様⼦理想実験により対流や降⽔の違いが発⽣する原因を調査

鉛直解像度
低

M1 岡崎 恵/Megumi Okazaki
⾬滴粒径分布の観測と雲物理過程
Observation of raindrop size distribution (DSD) and process of cloud physics

7000

⾬滴粒径分布 DSD

6000
5000
400030002000↑ radar

1000
00.2
0.4
0.60.811.2
1.4
1.6
1.822.2
2.42.6
2.8
33.2
3.4
3.6
3.84

密度 density (N(D) m-3mm-1)★ ⾬滴粒径分布とは？ What is DSD ?
「単位体積あたりの⾬粒の個数の密度関数」
density distribution of the number of raindrops per unit volume per diameter→⾬が降る様⼦を知るのに重要！Important to identify precipitation !

2DVD (two dimensional video disdrometer) ↑⾬粒の直径 diameter (D mm)

ふた⼭型の⾬滴粒径分布に着⽬！
Focus on the form of bimodal DSD !

同期観測によって、ふた⼭型の⾬滴粒径分布形成メカニズムについて調べています
We investigate the mechanism forming bimodal
distribution by simultaneous investigation

興味のある内容:⼤⾬について• ⽇本では⼤⾬によってさまざま被害が出ている• ⼀概に⼤⾬による被害といっても様々な種類がある
例 前線(梅⾬前線等)による⼤⾬
台⾵による⼤⾬など• 梅⾬期にどの程度⾬が降っているのか• 年降⽔量が増えている地域はどこなのか• 梅⾬期に⼤⾬が降る場合の環境場はどうなっているのか

引⽤:気象庁 ⽇本の年降⽔量

M1 柴川