（様式３）新潟大学災害・復興科学研究所
共同研究報告書グローバルな偏西風蛇行によるローカル顕著現象への影響の素過程解明
研究代表者氏名 山崎 哲 1）
研究分担者氏名 本田 明治 2）
川瀬 宏明 3）1）海洋研究開発機構アプリケーションラボ 2）新潟大学災害・復興科学研究所 3）気象研究所
研究要旨
新潟でのローカル顕著現象である降雪について，里雪型・山雪型の発生に関係するグローバル循環場の特徴を調査した．
ここでは，グローバルな場として特に中緯度対流圏上層の偏西風蛇行に注目し，それぞれの降雪型に関係する偏西風の蛇行パターンを同定した．気象庁地点観測データによる新潟での 11 観測点降雪データを用いて里雪型・山雪型を 14 事例ずつ検出し，それぞれの型での事例を合成した大気大循環場の図を作成した．その結果，それぞれの型での偏西風蛇行の時間発展が異なることがわかり，これまで経験的に知られた里雪・山雪型発生での上層の寒気の動きを偏西風蛇行の観点から説明できる結果が得られた．
Ａ．研究目的に重要と考えられる．また，近年，海洋変動や地大気変動は時間・空間スケールの異なる様々な球温暖化といった大気の「外部」強制が顕著降水大気現象から構成されている．特に中緯度対流圏などのローカル現象に与える影響が注目されてでは，大まかにメソ（10~1000km, 1 時間~1 日）・いるが，それらの強制は同じくらいのスケールを総観（1000km 以上，数日）
・グローバル（惑星）持つグローバル現象に大きな影響を与えるはずスケール（10000km 程度以上，1 週間程度以上）なので，グローバル現象がローカル現象に影響をの現象に分類できる（例えば，小倉 2004）．ここ与える素過程を調査することは意味がある．

では，メソスケール現象をローカル現象と呼ぶ．

今回は，こういった素過程調査の一つとして新それぞれのスケールでの現象は，例えば，集中豪潟での里雪・山雪型降雪の発生と，対流圏上層の雨・降雪や突風，移動性低気圧の移動や発達，偏偏西風蛇行との関係について調査する．里雪・山西風の蛇行や南方振動を想定している．ローカル

雪型の発生の環境場に関しては，ローカルな風場

現象は，実際にある地域に甚大な被害を与え得るとの関係（Iwamoto et al. 2008），総観場との関突発的な顕著現象であり，我々の生活に直接的に係（Akiyama 1981），熱帯域のグローバル大気循影響を与える．一方でグローバル現象は干ばつや環場との関係（Ueda et al. 2015）からの調査が熱波など数週間~1 ヶ月程度の時間に被害を与え行われてきたが，偏西風の蛇行との関係についてる異常気象と密接に関係しており，それぞれ防は十分に調査されていない．偏西風は冬季に日本災・減災の観点から注目される大気現象である．の上空を通過しているので，グローバルからローしかしながら，ここでローカル現象とグローバカル現象への素過程に関係すると考えられる．

ル現象は，総観スケールを隔ててスケールが大きＢ．研究方法

く異なっており，それらの関係については自明で気象庁再解析データ JRA-55 (Kobayashi et al.

はない．グローバル現象は大きな時間・空間スケ2015)と気象庁の地点観測点データを用いて解析ールで変動するので，この変動がローカル現象とを行った．前者はグローバルスケールの現象，後どのように関係しているのかは災害の早期予測

者はローカルな降雪を観測するために用いた．

まず，里雪・山雪の発生を地点データから決定する．Z250 は対流圏上層の気圧分布に対応し，中する．新潟県での里の代表として新潟，新津，長緯度で周りよりも高（低）い場所は高（低）圧で岡，下関，津川の 5 地点，山の代表として湯沢，暖か（寒）い場所に対応する．表 1 で選択した里

関山，津南，十日町，小出，守門（旧入広瀬）の雪と山雪事例の旬の真ん中の日付（例えば，2 月6 地点の旬積雪量データをそれぞれで平均する．

初旬であれば 2 月 5 日）における 10 日平均偏差

これらの地点は，Iwamoto et al. (2008)での降を計算し，それぞれでの 14 事例合成図（図 1 中雪量に関する新潟の各観測点での相関解析に基段）を作成した．

づいて決定された．1981 年 11 月から 2014 年 3 月までの冬季（11 月~3 月）の全旬データを用いて，

里雪型

山雪型
Day -5

里と山でのそれぞれの旬での降雪平均（旬気候値）とそこからの偏差を定義した．また，標準偏差を各旬で定義する．里（山）雪型の発生は，降雪偏差が正に大きく，かつ山（里）での降雪偏差が+1
標準偏差以下の旬のトップ 14 事例とした．里雪・山雪型の事例（旬）を表 1 に示す．なお，ここで旬データを用いた理由は，偏西風の蛇行がその程Day 0度の時間スケールで発生するためである．
表 1：里雪型と山雪型の 14 事例（旬）
．
里雪事例

山雪事例

1981 年 3 月下旬

1981 年 1 月上旬

1983 年 2 月中旬

1983 年 12 月中旬

1984 年 1 月下旬

1986 年 1 月上旬

1988 年 11 月下旬

1987 年 12 月上旬

1991 年 2 月下旬

1988 年 2 月上旬

1994 年 1 月下旬

1992 年 12 月中旬

1998 年 1 月上旬1997 年 1 月下旬

2001 年 2 月中旬

1999 年 1 月上旬

2002 年 1 月上旬

2000 年 2 月中旬

2002 年 12 月上旬

2005 年 12 月中旬

図 1：里雪型（左列），山雪型（右列）での 14 事

2005 年 2 月上旬

2007 年 3 月中旬

例ジオポテンシャル高度[m]合成図の時間発展．

2009 年 12 月中旬

2008 年 2 月中旬

偏差を陰影，気候値を黒コンターで示す．中段が2010 年 2 月上旬

2011 年 3 月上旬

里雪・山雪発生時刻での合成図で，上，下段がそ2012 年 2 月上旬

2011 年 12 月下旬

次にグローバルスケールの現象を JRA-55 再解析データから調査する．このデータは格子間隔1.25°×1.25°の全球データで，世界でトップクラスの精度を持つ全球再解析である．ここでは，
1958 年~2014 年の各日付での平均を気候値とし，そこからの偏差を定義する．ここでは，ローカルデータと整合性をとり，気候値と偏差に 10 日平均を施す．偏西風の蛇行を代表する，250hPa (高度約 10km)でのジオポテンシャル高度 Z250 を分析

Day + 5

れぞれ 5 日前，後の時刻を示す．緑コンターは偏差の有意性を示し，偏差の外側から 90，95，99%有意を示す．
Ｃ．研究結果合成図から，里雪・山雪発生時の両方で，日本上空に寒気偏差がとどまっていることがわかる．
これは，北極域の寒冷な極気団が南下していることを示すので，極気団と亜熱帯気団を分けている
偏西風は日本の上空で平年よりも南に蛇行していることを意味する．里雪型と山雪型は地上付近

での降雪分布は大きく異なっているが（Akiyamaとグローバル現象の偏西風蛇行との関係を調査

1981; Iwamoto et al. 2008），偏西風の蛇行といした．里雪と山雪が発生する両方で，日本上空でう観点ではどちらも似たパターンを示している

偏西風が南に蛇行して極気団が覆う大気循環場

ことがわかった．

が形成されていることがわかった．更に，この蛇

しかし，偏西風蛇行の時間発展をそれぞれの降行の起源がそれぞれの型で大きく異なるという雪型で見ると大きく異なっていた．図 1 は里雪型特徴を発見した．この特徴は，グローバル現象かと山雪型での Z250 の 14 事例合成偏差の時間発展

ら大きくスケールを隔てたローカル現象が引きも示している．図の中央段が降雪型発生時刻での起こされるメカニズムの解明や，降雪などの災害偏差を示し，上段と下段がそれぞれその時刻の 5に大きく関係する大気現象の予測可能性や将来日前と 5 日後での（10 日平均）合成偏差を示す．

気候での頻度変化などを調査する上で重要な知

つまり， 5 日毎の偏西風蛇行の時間発展を示して見となり得る．

いる．降雪型発生時刻での日本上空の寒気偏差は，参考文献

里雪型ではユーラシア大陸から東進して太平洋

Akiyama, T. 1981: Time and spatial variations

へと抜けていくのに対して，山雪型では 5 日前かof heavy snowfalls in the Japan Sea coastal

ら寒気偏差が日本の上空に存在し，停滞あるいはregion. Part II. Large-scale situations for

わずかに西進して日本の上空を覆い続けている

typical

ことがわかる．これは，里雪や山雪を引き起こす

snowfalls classified by EOF, J. Meteor. Soc.

上空の寒気の起源がそれぞれの降雪型で異なっJapan, 59, 591-601.ていることを示唆している．

筆保弘徳，川瀬宏明，梶川義幸，高谷康太郎，堀Ｄ．考察

正岳，竹村俊彦，竹下秀 2014：「異常気象と気候それぞれの降雪型での上層の気圧パターンのspatialdistributionsofheavy

変動についてわかっていることいないこと」，ベ

時間発展は，これまで経験的に知られた知見とあレ出版，269pp．

る意味で整合的である．まず，里雪型の発生時にIwamoto, K., S. Nakai, and A. Sato 2008:は，地上天気図において冬型の気圧配置がゆるみ，Statistical analyses of snowfall distribution

日本海上空に寒気が現れることが知られている

in the Niigata area and its relationship to the（筆保ら 2014）．この寒気は，図 1 に見られる素wind distribution, SOLA, 4, 45-48.

早く東進する寒気（低圧部）偏差と関係している

Kobayashi, S., et al. 2015: The JRA-55

可能性がある．また，山雪型の場合には，地上天

reanalysis: General specifications and basic

気図では強い冬型の分布を示し，日本に北からのcharacteristics. J. Meteor. Soc. Japan, 93,寒気が強く引き込まれる．今回得られた上層の気5-48.

圧分布も日本上空に寒気が長く居座る形をして小倉義光 2004：「一般気象学」，東京大学出版会，

いる．寒気が日本を覆うという点で上層偏西風帯

308pp．と地表天気図とで特徴が似ている．今後，上層とUeda, H., A. Kibe, M. Saitoh, and T. Inoue 2015:

下層の気圧分布の関係について詳細に調査する．

Snowfall variations in Japan and its linkage

それぞれの型での偏西風蛇行の時間発展が大with tropical forcing, Int. J. Climatol., 35,

きく異なっていたことから，それぞれの降雪型発

991-998.

生について気象モデルでの予測可能性の違いや，気候モデルでの再現性の違いがあるかもしれな
い．この点に関して，大気大循環（全球）モデルやメソ気象モデルを用いて詳細な調査をしていＦ．研究発表
1.論文発表Yamazaki,A.,

M.

Honda,andA.

きたい．

Kuwano-Yoshida 2015: Heavy snowfall inＥ．結論

Kanto and on the Pacific Ocean side of

新潟での地点観測降雪データと全球再解析データを使って，ローカル現象の里雪・山雪型降雪

northern Japan associated with western
Pacific blocking. SOLA, 11, 59-64.
2.学会発表本田明治, 山崎哲, 吉田聡, 藤田彬, 岩本勉
之: 2014 年 2 月 14~16 日に関東甲信地方に大雪をもたらした大気循環場の特徴, 日本
雪氷学会 2014 年度北信越支部大会, 富山,
2014 年 5 月 17 日.
山崎哲，本田明治，吉田聡：大気ブロッキン
グ現象による冬季関東域での異常気象-2014 年 2 月 の 事 例 - ． 雪 氷 研 究 大 会（2014・八戸）, 八戸, 2014 年 9 月 20−23日.
本田明治, 山崎哲, 吉田聡, 藤田彬, 木村祐輔, 岩本勉之: 2014 年 2 月 14 日~16 日の関東甲信地方大雪時の降雪分布及び大気場の特徴, 雪氷研究大会（2014・八戸）, 八戸, 2014 年 9 月 20−23 日.
川瀬宏明，鈴木智恵子，木村富士男，飯田肇，
青木一真：中部山岳における積雪の年々変動の再現実験とその要因分析－近年３冬季の比較から－，雪氷研究大会（2014・八戸）, 八戸, 2014 年 9 月 20−23 日.
山崎哲，本田明治，吉田聡：ブロッキングに関係した 2014 年 2 月の日本付近の大気循環場．日本気象学会 2014 年秋季大会, 福岡,2014 年 10 月 21−23 日.
本田明治, 山崎哲, 吉田聡, 藤田彬, 木村祐輔, 岩本勉之: 2014 年 2 月 14 日~16 日の関東甲信地方に大雪をもたらした大気場の 3次元構造の特徴, 日本気象学会 2014 年秋季大会, 福岡, 2014 年 10 月 21−23 日.
Ｇ．知的財産権の出願・登録状況（予定を含む）
1.特許取得なし
2.実用新案登録なし
3.その他なし