AAS22-01

会場:301A

時間:5 月 25 日 14:15-14:30

名古屋都市圏における温熱環境の将来予測とその不確実性
Estimation of uncertainty in thermal environmental projection around Nagoya metropolitan area
原 政之 1∗ ; 足立 幸穂 2 ; 日下 博幸 3 ; 木村 富士男 4 ; 高橋 洋 5 ; 馬 燮銚 4
HARA, Masayuki1∗ ; ADACHI, Sachiho2 ; KUSAKA, Hiroyuki3 ; KIMURA, Fujio4 ; TAKAHASHI, Hiroshi5 ;MA, Xieyao41

埼玉県環境科学国際センター, 2 独立行政法人理化学研究所 計算科学研究機構, 3 筑波大学 計算科学研究センター, 4 独立行政法人海洋研究開発機構, 5 首都大学東京
1Center for Environmental Science in Saitama, 2 Advanced Institute for Computational Science, RIKEN, 3 Center for Computational Sciences, University of Tsukuba, 4 Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 5 Tokyo Metropolitan
University

Urban canopy process is essential to investigate thermal environment in the near future, because surface air temperature (SAT)
increase due to urban heat island is comparable to the one due to the global warming in the near future over major metropolitan
areas in Japan. During the past 100 years, annual mean surface air temperature (SAT) increased about 2 ℃ in Nagoya, while
the world mean SAT increased only 0.66 ℃. The difference in the SAT is mostly caused by the effect of the urban heat island(UHI). This study investigates the uncertainty in the near future thermal environmental projection of Nagoya metropolitan area
which is third largest metropolitan area in Japan. The present climate simulation is conducted using a high-resolution numericalclimate model, the Weather Research and Forecasting (WRF) model, including an urban canopy sub-model. A future climate
run is conducted using the pseudo-global-warming method, assuming the boundary conditions in the 2050s estimated by CMIP5
GCMs under the RCP scenarios.
キーワード: 都市気候, 都市ヒートアイランド, 気候予測, 力学的ダウンスケーリング, 領域気候モデリング
Keywords: urban climate, urban heat island, climate projection, dynamical downscaling, regional climate modeling

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AAS22-02

会場:301A

時間:5 月 25 日 14:30-14:45

街区・建物微気象 LES モデルの開発
Development of Urban Meteorological LES Model for thermal environment at city scale
池田 亮作 1∗ ; 日下 博幸 1
IKEDA, Ryosaku1∗ ; KUSAKA, Hiroyuki1
1
1

筑波大学計算科学研究センター
Center for Computational Sciences, University of Tsukuba

ヒートアイランド緩和策や温暖化に対する測定環境の変化の評価など、局所的な微気象、熱環境への関心が高まっている。本研究では、これらの効果を計算できる街区・建物周辺微気象 LES モデルの開発を行い、建物、公園、街路樹等
が局所的な気温分布に与える影響を調べた。
本研究で開発した LES モデルは、気象モデルベースのものであり、気象の物理モデル等が導入されていることに加え、建物解像かつ街路樹が反映可能であり、建物・街路樹の影の計算及び、多重反射が考慮可能である。街区内の暑熱環
境の計算においては、街区内の放射環境が重要な要素の１つであるため、本モデルでは、長波放射・短波放射ともにラジオシティ法を用い、多重反射を考慮している。街路樹に対しては、樹木は枝や幹はなく葉のみであるとし、樹木を格子に分割し、各々の格子に含まれる葉群を 1 枚の葉で表現している。 この葉が樹木の葉による放射の遮蔽・透過・反射の効果を表現するものとする。葉面間及び樹木建物間の多重反射は、建物間と同じくラジオシティ法により計算を行う。
開発したモデルを用いて、多治見市と名古屋市の中心街を対象に、街路樹やドライミストが局所的な気温に及ぼす影響を評価した。今後、計算結果を用いて、多治見市に対し暑熱環境緩和策の提言（効果的な街路樹・ドライミストの設置場所等の提案）を行っていく予定である。
キーワード: Large Eddy Simulation, 都市熱環境
Keywords: Large Eddy Simulation, Urban Thermal Environment

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AAS22-03

会場:301A

時間:5 月 25 日 14:45-15:00

乱流構造に基づく SGS モデルを用いた微気象場の数値計算手法の開発
Development of computational method for micrometeorological field using SGS model
based on turbulence structures
井上 実 1∗INOUE, Minoru1∗
1
1

京都大学防災研究所
DPRI, Kyoto University

熱対流や温度成層中の乱れによる熱や物質の拡散現象は、局地的な集中豪雨や大気汚染物質の高濃度化に係わる重要な現象の一つである。例えば、急速に発達する積乱雲の下で発生する集中豪雨は、その周りで活発に熱や水蒸気の交換が行われていると考えられるし、ヒートアイランド現象にともなう都市上空の循環流が大気汚染の高濃度化を招くとも言われている。したがって、非等温場における拡散現象の挙動や乱流構造を理解することは、集中豪雨の早期予測や大気汚染の緩和に役立つものと考えられる。また、近年、増加傾向にある集中豪雨は数 km 程度の範囲で 1 時間程度の間に発生しており、台風や前線の通過に伴う豪雨と比べて空間的にも時間的にもスケールの小さな現象である。このような現象を解析する有効な手段の一つとして、非等温場での乱流構造を捉えることができる LES (Large Eddy Simulation) が挙げられる。
そこで、本研究では微気象場における熱輸送や水蒸気輸送に対する LES に向けた数値計算手法を開発した。支配方程式は連続の式とナビエ・ストークス方程式、熱、水蒸気および雲水の輸送方程式であり、併せて雲水の生成、消滅を考慮するため凝結過程を導入した。本計算手法では複雑地形を扱えるように、これらの支配方程式を一般曲線座標系上で有限体積法によって離散化した。サブグリッドスケール (SGS) の乱流モデルには Kobayashi (2005) が提案した乱流構造に基づく CSM (Coherent-structure Smagorinsky Model) を適用した。この乱流モデルはある時間や場所ごとの乱流構造に応じてモデル係数を自動的に与えることができ、数値的な安定性にも優れるという特徴を持つ。
まず、乱流モデルの妥当性を調べるため、等温場でのチャンネル乱流およびバックステップ乱流の問題に適用し、実験値や他の乱流モデルの結果と比較した。次いで、本手法の熱輸送に対する妥当性を検証するため、レイリー・ベナー
ル対流の数値実験を行い、レイリー数により熱伝達の機構が変化することを確認した。最後に、水蒸気輸送に対する妥当性を検証するため、Siebesma et al. (2003) が行った境界層積雲に対する LES の結果と比較した。この結果、いずれの場合も概ね妥当な結果が得られており、本手法の熱輸送や水蒸気輸送の解析に対する可能性が示された。

キーワード: 微気象, LES, SGS モデル, 乱流熱輸送, 集中豪雨, 大気汚染
Keywords: micrometeorology, LES, SGS model, turbulent transport of heat, local heavy rain, air pollution

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AAS22-04

会場:301A

時間:5 月 25 日 15:00-15:15

みなとみらい２１地区におけるシミュレーションと観測による熱環境の理解に向けてDistrict scale thermal environment simulations and observations
杉山 徹 1∗ ; 曽我 勇太 2 ; 佐土原 聡 2 ; 田中 貴宏 3 ; 後藤 浩二 1 ; 高橋 桂子 1
SUGIYAMA, Tooru1∗ ; SOGA, Yuuta2 ; SADOHARA, Satoru2 ; TANAKA, Takahiro3 ; GOTOU, Kouji1 ;TAKAHASHI, Keiko1
1

海洋研究開発機構 地球情報基盤センター, 2 横浜国立大学 都市イノベーション研究院, 3 広島大学大学院工学研究科
JAMSTC, CEIST, 2 Yokohama National University, Institute of Urban Innovation, 3 Hiroshima University, Graduated School ofEngineering
1

The understanding of these air-thermal and wind conditions in the streets of the well-matured district gets more importantbecause the conditions get worse especially in summer. The reasons for the uncomfortable wind are the complex shape of thebuilding in the districts. The others in the thermal conditions are mainly by the heat-island effects and the global warming
in climate change. Indeed, the average temperature in Yokohama-City increases more than that of the global warming. The
temperature increase, for example, tends to increase the frequency of a thermal attack to people in the street. The local government
officers now try to improve the environment to reduce / decline some kinds of the thermal attacks, then, they demand theinformation about these thermal and wind conditions.
Here we have performed detailed numerical simulations and observations in order to understand these thermal and windcondition in the streets. The site is Minato-Mirai 21 district (MM21) in Yokohama bay area. The resolutions are 5 meter inspace, below 1 second in time. The heat emissions from these air-conditioners, factories, plants, cars, and so on. The land use
conditions are also spatially resolved in the calculations. The results are compared with observation results to understand whatkinds of the physical processes work there. The pseudo-particle analysis is also performed, then it is frequently observed that thecool air parcels are penetrated into the center of MM21.
These results could bring very useful information to both the local government officers and the stakeholders to improve anddesign the street environments.
キーワード: 熱環境シミュレーション, 粒子解析
Keywords: Heat environment simulation, particle analysis

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AAS22-05

会場:301A

時間:5 月 25 日 15:15-15:30

岐阜県多治見市周辺における猛暑のメカニズム解明に向けた観測調査
Multiscale factors causing climatological high temperature in Tajimi, the ’hottest city’ inJapan
高根 雄也 1∗ ; 日下 博幸 2 ; 近藤 裕昭 1 ; 岡田 牧 3 ; 阿部 紫織 3 ; 高木 美彩 3 ; 宮本 賢二 4 ;冨士 友紀乃 4 ; 永井 徹 4
TAKANE, Yuya1∗ ; KUSAKA, Hiroyuki2 ; KONDO, Hiroaki1 ; OKADA, Maki3 ; ABE, Shiori3 ; TAKAKI, Midori3 ;MIYAMOTO, Kenji4 ; FUJI, Yukino4 ; NAGAI, Toru4
1

産業技術総合研究所, 2 筑波大学計算科学研究センター, 3 筑波大学大学院生命環境科学研究科, 4 多治見市役所
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 2 Center for Computational Sciences, University of Tsukuba,
3
Graduate School of Life and Environmental Sciences, University of Tsukuba, 4 Tajimi City Government1

岐阜県多治見市は、夏季の高温が著しい地域の一つである。過去の調査・研究等により、多治見の高温の仮説として、様々なスケールに渡る以下の 7 つが示唆されている。すなわち、(1) 特定の気圧配置、(2) 北西／西側の山からの気流、(3)名古屋都市域からの熱の輸送、(4) 盆地効果、(5) 多治見市のヒートアイランド、(6) 土壌の乾燥化、(7) 多治見アメダス周辺の熱環境の問題である。本研究では、上記 7 つの仮説について、過去 23 年間の気象観測データおよび、独自に 3 年間実施した気象観測により得られたデータを用いて、様々なスケールの視点に立ち、気候学的に検証した。その結果、多治見市の気候学的な高温には、(1) 特定の気圧配置である鯨の尾型の出現と (5) 都市化というバックグラウンドの環境場に、(2) 西／北西側の山からの気流が重なり、かつ (7) 多治見市内では高温が観測されやすい街区内に AMeDAS 観測地点が設置されていることが寄与していることが示唆された。
キーワード: 猛暑, 気圧配置, フェーン, アメダス, 多治見
Keywords: Extreme high temperature, Pressure pattern, Foehn, AMeDAS, Tajimi

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AAS22-06

会場:301A

時間:5 月 25 日 15:30-16:00

都市大気遠隔稠密観測用ライダーの開発
Lidar development for hyper-dense remote observation of urban atmosphere阿保 真 1∗ ; 菊田 達也 1 ; 有賀 幸輝 1 ; Pham Le Hoai Phong1
ABO, Makoto1∗ ; KIKUTA, Tatsuya1 ; ARUGA, Kouki1 ; PHAM LE HOAI, Phong111

首都大学東京Tokyo Metropolitan University

気圧、気温、湿度（水蒸気密度）、風及び降水量はもっとも基本的な気象情報であり、これらの地表面付近の水平分布
情報は気象観測網で、鉛直分布情報はラジオゾンデにより世界中で集められ、モデル計算との組み合わせにより天気予報等に利用されている。更に、広域の水平分布情報は衛星観測、風についてはドップラーレーダー（ウィンドプロファイラ）、降水については降雨レーダーによる立体的な観測も行われている。
一方、都市における大気汚染予測、ヒートアイランド現象の解明、局地的大雨予測などの研究には、サブ・キロメート
ルの分解能を持った気温、水蒸気及び風の３次元情報が有用である。風についてはドップラーライダーが実用化されているが、気温および水蒸気については実用的な観測機器が無いのが現状である。
我々は、都市域でも利用可能な小型で実用的な気温および水蒸気分布の遠隔観測をめざし、水蒸気を観測する手法としては差分吸収ライダー (DIAL) を、気温観測用にはファラデーフィルタを用いた高分解能スペクトルライダーの開発を行っている。どちらも昼間の観測、水平並びに鉛直分布の連続観測が可能で、スキャン観測を行えば３次元観測が可能なシステムを目指している。本講演ではその開発状況について紹介する。

キーワード: 緻密観測, ライダー, 気温分布, 水蒸気密度, 遠隔観測
Keywords: hyper-dense observation, lidar, atmospheric temperature, water vapor density, remote sensing

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AAS22-07

会場:301A

時間:5 月 25 日 16:15-16:30

東京都区部における夏季晴天日の地表面熱放射量とその低減施策
Geographical distribution of outgoing thermal radiation intensity in downtown Tokyo on
hot days and mitigation measures
常松 展充 1∗ ; 横山 仁 1 ; 本條 毅 2 ; 市橋 新 1 ; 安藤 晴夫 1 ; 松本 太 1 ; 瀬戸 芳一 3 ; 執行 宣彦 2
TSUNEMATSU, Nobumitsu1∗ ; YOKOYAMA, Hitoshi1 ; HONJO, Tsuyoshi2 ; ICHIHASHI, Arata1 ; ANDO, Haruo1 ;MATSUMOTO, Futoshi1 ; SETO, Yoshihito3 ; SHIGYO, Nobuhiko2
1

東京都環境科学研究所, 2 千葉大学, 3 東京都環境科学研究所／首都大学東京Tokyo Metropolitan Research Institute for Environmental Protection, 2 Chiba University, 3 Tokyo Metropolitan Research Institutefor Environmental Protection/Tokyo Metropolitan University

1

Annual mean air temperatures in downtown Tokyo have increased about 3 degrees Celsius in the past 100 years due to global
warming and urban heat island (UHI) (Japan Meteorological Agency, 2014). Also, the frequency of heat stroke outbreaks tends
to increase. These promote implementation of measures for summer heat in Tokyo. We have investigated the impacts of UHI
mitigation and adaptation strategies such as making highly reflective pavements, creating green and water spaces, etc.
As part of the investigations, we analyzed data from thermal infrared (TIR) remote sensing in downtown Tokyo on four
different extremely hot days: Aug. 7, 2007, Aug. 10, 2007, Aug. 19, 2013, and Aug. 19, 2014. The TIR measurements werecarried out in the daytime (12-13 local time: LT) and the nighttime (around 21 LT) (except for Aug. 10, 2007) under similar
weather conditions, using a long-wave infrared (8-14 um wavelength) camera (NEC Avio; TS7302) installed on a helicopter. The
helicopter was flying at Flight Level 20 (2,000 ft, i.e., 610 m). The lower flight level allows horizontal spatial resolution of datafrom the thermal imaging camera to be significantly high (approximately 2 m) in spite of airborne TIR measurements. Although
sea breezes prevailed over downtown Tokyo, daily maximum air temperatures on those days reached around 34 degrees Celsius.
Areas for the airborne measurements on Aug. 19, 2013 and Aug. 7, 2007 include ”Ochanomizu”, ”Marunouchi”, ”Otemachi”,
and ”Ginza”. To verify impacts of recent UHI mitigation and adaptation strategies in those cities, we analyzed changes inthe surface infrared radiation intensities (outgoing longwave thermal radiation intensities) between 2007 and 2013. Surface
infrared radiation intensity is one of the important factors that strongly affect sensible temperatures. Compared with other factors
affecting sensible temperatures, surface infrared radiation can be easily controlled by UHI mitigation and adaptation strategies
for lowering surface temperatures without the negative influences on other places, i.e., no trade-off relationship between changes
in the radiation intensities (surface temperatures) at a specific place and another place.
The results show that daytime surface infrared radiation intensities in 2013 are relatively high in the greater part of the area,
compared with the ones in 2007, owing to extremely hot weather conditions in 2013, nevertheless, lower intensities of surface
infrared radiation can be recognized in some redevelopment areas where several new buildings were constructed between 2007
and 2013. This appears to be due to green and water spaces created in the redevelopment areas through the UHI mitigation andadaptation strategies. Incidentally, surface infrared radiation intensity changes between 2007 and 2014 in the ”Shinjuku” cityand the neighboring areas will also be analyzed.
By using the TIR remote sensing data, we picked out hot spots where mitigation and adaptation strategies for lowering surface
temperatures should be required. For instance, the daytime TIR images superimposed on GIS (geographic information system)
applications showed higher infrared radiation intensities (higher temperatures) on surfaces of intersections and the northern partsof streets running from east to west. To clarify the causes of those hot spots, we investigate relationships among surface infrared
radiation intensities (surface temperatures), sky view factors, etc. Also, we analyze thermal environment around venues of the2020 Summer Olympic and Paralympic Games.
Acknowledgements: We are grateful to Ms. Masami Hori, Bureau of Environment of Tokyo Metropolitan Government. She
provided us with helpful data as to the UHI mitigation and adaptation strategies.
Keywords: urban heat island, downtown Tokyo, surface infrared radiation intensity, mitigation and adaptation strategies, airborne
remote sensing, GIS applications

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AAS22-08

会場:301A

時間:5 月 25 日 16:30-16:45

浅い雲の雲被覆率に対する積雲の広がりと積雲間距離の影響
The horizontal distance of each cumulus and broadening distance of stratiform clouds
determines shallow cloud cover
佐藤 陽祐 1∗ ; 西澤 誠也 1 ; 八代 尚 1 ; 宮本 佳明 1 ; 梶川 義幸 1 ; 吉田 龍二 1 ; 山浦 剛 1 ; 富田 浩文 1
SATO, Yousuke1∗ ; NISHIZAWA, Seiya1 ; YASHIRO, Hisashi1 ; MIYAMOTO, Yoshiaki1 ; KAJIKAWA, Yoshiyuki1 ;YOSHIDA, Ryuji1 ; YAMAURA, Tsuyoshi1 ; TOMITA, Hirofumi111

理化学研究所計算科学研究機構
RIKEN, Advanced Institute for Computational Science

Shallow cloud cover below sharp inversion is determined by the relationship between two scales. One is the horizontal distanceof each cumulus and the other is the horizontal broadening distance of the stratiform clouds at the top of the boundary layer. We
indicated it through the numerical experiments of a transition from cumulus under stratocumulus to the shallow cumulus off thewest coast of California. The experiments were conducted with an extremely wide domain (i.e. 300 km × 28 km) using a large
eddy simulation model with fine grid resolution (i.e. dx = dy = 50m, dz = 5m). The results show that cloud cover is high withlarge broadening distance of the stratiform clouds and a short distance between each cumulus. In contrast, low cloud cover occurs
when the broadening distance is smaller than the distance of each cumulus. The contrast of the two distances is generated by thedifference in aerosol the amount and the strength of surface heat flux. The small broadening distance of the stratiform clouds
occurs when the surface heat flux (the aerosol amount) is strong (small), and vice versa. The effects of the surface heat flux arelarger than that of aerosol amount.
The relationship between two distances can be applied for estimating the cloud cover below the sharp inversion. Hence, it isof help for improving the better expression of shallow clouds in global scale model.
キーワード: ラージ・ディー・シミュレーション, 層積雲, 積雲, 雲被覆率
Keywords: Large Eddy Simulation, Stratocumulus, Cumulus, Cloud Cover

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AAS22-09

会場:301A

時間:5 月 25 日 16:45-17:00

直接数値シミュレーションに基づいた積雲での乱流クラスタリングによる粒子性
Bragg 散乱の解析
Analysis of particulate Bragg scattering due to turbulent clustering in cumuli based on
direct numerical simulations
松田 景吾 1∗ ; 大西 領 1 ; 高橋 桂子 1
MATSUDA, Keigo1∗ ; ONISHI, Ryo1 ; TAKAHASHI, Keiko1
1
1

海洋研究開発機構
JAMSTEC

Radar observation is one of powerful tools to obtain data regarding the cloud physics. The radar observation data are analyzed
based on the relation between the radar reflectivity factor and the cloud physical properties. In most cases, the relation derived
assuming homogeneity and randomness of particle distributions is used. However, spatial correlations of cloud droplets cause
particulate Bragg scattering, which increases the reflected microwave intensity in radar observations. The particulate Bragg
scattering is assumed to be insignificant in clouds for a long time. However, the particulate Bragg scattering can be significant
due to cloud turbulence. One of the turbulence effects in clouds is turbulent droplet clustering: cloud turbulence generates microscale clusters of cloud droplets due to centrifugal effects. The authors’ group performed a three-dimensional direct numericalsimulation (DNS) of particle-laden isotropic turbulence and revealed that the influence of turbulent clustering can be a causeof significant error in radar observation of clouds (Matsuda et al., J. Atmos. Sci., 2014). The DNS was performed under theconditions with monodispersed droplets: all droplets in a domain have the same size. This study aims to investigate the influenceof turbulent clustering on the radar reflectivity factor for the case of polydispersed cloud droplets; i.e., droplet size distribution in
cumulus clouds are considered in the DNS. In the DNS, an isotropic turbulence is generated by solving the Navier-Stokes equation without any turbulence model and a large number of droplet motions are tracked by the Lagrangian method. The clustering
data are used to calculate the intensity of scattering microwave considering particulate Bragg scattering. The radar reflectivity
factor is calculated from the scattering intensity. We will show the results of the radar reflectivity factor analysis comparing withthe factor based on the turbulent clustering data for monodispersed droplets, and discuss the influence of turbulent clustering onradar cloud observations.
キーワード: 直接数値シミュレーション, 乱流クラスタリング, レーダ反射因子
Keywords: direct numerical simulation, turbulent clustering, radar reflectivity factor

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AAS22-10

会場:301A

時間:5 月 25 日 17:00-17:15

C 帯気象ドップラー・レーダーの高性能化研究
Development of the C-band radar system with the good temporal and spatial resolutions
古本 淳一 1∗ ; 松田 知也 2 ; 柿元 生也 2 ; 東 邦昭 1
FURUMOTO, Jun-ichi1∗ ; MATSUDA, Tomoya2 ; KAKIMOTO, Ikuya2 ; HIGASHI, Kuniaki1
1
1

京都大学生存圏研究所, 2 三菱電機株式会社
Research Institute for Sustainable Humanosphere, Kyoto University, 2 Mitsubishi Electric Corporation

Ｃ帯レーダーは降雨減衰の影響が小さく 100km 以上の長距離の観測が可能な利点がある。近年、X 帯気象ドップラー・
レーダーでは電子的にレーダービーム方向を走査する「フェイズドアレイ」型気象レーダーが開発され時間分解能を１分以下に向上することに成功している。しかし、Ｃ帯レーダーでのフェイズドアレイ化には大きな開口のアンテナが必要となり、フラットアンテナ面を回転駆動させる負荷が大きく困難が生じる。こうした問題を解決し C 帯レーダーにおいて高時間・空間分解能観測を行うための技術的課題とその実現を目指した取り組みを紹介する。イメージング技術などの超分解能技術についても議論する。
キーワード: C バンドレーダー, イメージング, 高時間・空間分解能観測
Keywords: C-band weather radar, radar imaging, high temporal and spatial resolutions

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AAS22-11

会場:301A

時間:5 月 25 日 17:15-17:30

Ka バンドおよび X バンドレーダによって観測された積乱雲の発達過程に関する数値
実験
Numerical Simulation on Development Process of a Cb in the Early Developing Stage
observed by Ka-band and X-band radars
櫻井 南海子 1∗ ; 清水 慎吾 1 ; 三隅 良平 1 ; 岩波 越 1
SAKURAI, Namiko1∗ ; SHIMIZU, Shingo1 ; MISUMI, Ryohei1 ; IWANAMI, Koyuru1
1
1

防災科学技術研究所
NIED

Millimeter-wavelength radar is a useful tool for observing the initiation and early developing stage (DS) of cumulonimbi
because it has higher sensitivity and higher spatial resolution than those of conventional weather radars (S-, C-, and X-bandradars; centimeter-wavelength radars). The National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED) of
Japan has a Ka-band Doppler radar (KaDR) with mobile capability (Iwanami et al., 2001) and performed intensive observationof cumulonimbi with the KaDR and an X-band polarimetric Doppler radar (MP-X) in the western Kanto region, Japan during thesummer of 2011-2013. Sakurai et al. (2012) successfully observed a cloud from initiation to the DS using the KaDR and from the
DS to the dissipation stage using the MP-X on 18 August 2011, and revealed that the echo top height which developed stepwise
corresponded to the height of three stable layers in the atmosphere. It is considered that the following convective activity brokethrough the stable layers in the DS, and echo top height finally reached 12 km ASL.
To clarify the development mechanism of the cumulonimbi, we performed numerical simulations using a CReSS, which is a
3D non- hydrostatic model developed by the Hydrospheric Atmospheric Research Center (HyARC) of Nagoya University, Japan(Tsuboki and Sakakibara, 2002). We used sounding data at Tateno at 09 JST (JST = UTC + 9 hr) on 18 August 2011 for the
initial and lateral boundary conditions. we ran an experiment that positive perturbation (about 2 K) was added intermittently withan interval of 15 minutes as a buoyancy forcing at a height of 500 m around initiation region of the convection observed by the
KaDR. The numerical simulation successfully reproduced the stepwise development of the cumulonimbus. In the beginning of
the DS, convection was shallow for about an hour and the convection developed gradually. The development of the convection
was suppressed around stable layers. The latter convection developed deeper than the former one, which was also consistent
with observational result. From the investigation on temporal variation of RH profiles in the numerical simulation, preceding
convection could not break through the low-level stable layers, however it moistened the lower troposphere. It is consideredthat the following convection could break through the stable layers because it could possess positive buoyancy enough to breakthrough the stable layers due to low entrainment rate in the moistened lower troposphere.

キーワード: 積乱雲, 数値実験, Ka バンドレーダー
Keywords: Cumulonimbus(Cb), Numerical Simulation, Ka-band radar

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AAS22-12

会場:301A

時間:5 月 25 日 17:30-17:45

宇宙・天文観測技術を応用した大気熱力学場観測装置
A novel measurement system for thermodynamic environment by using radio astronomy
technology
田島 治 1∗ ; 長崎 岳人 1 ; 小南 欽一郎 2 ; 荒木 健太郎 3
TAJIMA, Osamu1∗ ; NAGASAKI, Taketo1 ; KOMINAMI, Kinichiro2 ; ARAKI, Kentaro3
1

大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構・素粒子原子核研究所, 2 野村證券株式会社・金融公共公益法人部・公共公益法人課, 3 気象研究所予報研究部
1
High Energy Accelerator Research Organization, Institute of Particle and Nuclear Studies, 2 Nomura Securities Co., Ltd.,
3
Meteorological Research Institute, Forecast research department
近年頻発する局地的な大雨や積乱雲下で生じる竜巻、大雪などに代表されるように、自然災害への対策が強く求められている。これらの被害を最小限にとどめるためには、高精度な予報・ナウキャストの情報を用いた適切な災害対策の実施が必要不可欠であり、急激に変化する大気の熱力学場や雲の特性を高頻度・高精度に観測・解析することが必要である。
現在、電波天文観測技術を応用した大気場観測装置の開発を行っている。大気中に存在する水分子輝線 (20 - 30 GHz
帯) ならびに酸素分子輝線 (50 - 60 GHz 帯) のマルチバンド受信システムによって、大気の熱力学場や雲物理量の推定を数分以内で行う。これにより、激しい大気現象が発生する前の熱力学場の急激な不安定化や、雲物理量の変化を高頻度に解析することができる。これは激しい大気現象の発生前環境場の短時間変動の解明だけでなく、観測輝度温度データとの比較解析による現象の予測精度向上をもたらす。また、広域な全天観測を短時間で繰り返し行うためには高感度受信機の採用が必要不可欠である。機械式冷凍機を用いた冷却受信機を採用して、高感度化（熱雑音低減）を達成する。宇宙・天文観測用に開発した技術を転用することで、既存のシステムと比較してスキャニング時間の大幅な短縮を実現する。
本講演では、システムの概要ならびに試作機である 22 GHz 帯冷却受信機の評価試験の現状を報告する。さらに、複数台での三角観測等による三次元マッピングから正確な水蒸気分布の観測プランや、90・150 GHz 帯の放射観測による氷水量の推定の計画などについても言及する。
なお、本研究は文部科学省・大学発新産業創出拠点プロジェクト「START」(http://www.jst.go.jp/start/) に平成２６年度より採択され、その援助のもとに開発を行っている。
キーワード: 大気水蒸気量, 電波放射計, 大気熱力学場
Keywords: atmospheric water vapor, radiometer, thermodynamic environment

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AAS22-13

会場:301A

時間:5 月 25 日 17:45-18:00

関東地方におけるマイクロ波放射計ネットワーク観測による水蒸気の稠密観測
Microwave Radiometer Network (Micro-NET) in Kanto region for high-temporal monitoring of vapor
清水 慎吾 1∗ ; 岩波 越 1 ; 前坂 剛 1 ; 木枝 香織 1 ; 中井 専人 1 ; 本田 明治 2
SHIMIZU, Shingo1∗ ; IWANAMI, Koyuru1 ; MAESAKA, Takeshi1 ; KIEDA, Kaori1 ; NAKAI, Sento1 ;HONDA, Meiji2
1
1

防災科研, 2 新潟大 理学部
NIED, 2 Niigata univ.

防災科学技術研究所 (防災科研) では、2014 年に関東地方に 10 台のマイクロ波放射計（ドイツ RPG 社製 HATPRO G4）を設置し、水蒸気、気温、および雲水量についての高時間分解能観測を行うネットワークの構築を行ってきた。これらのデータを使ったデータ同化手法の開発を進め、発達初期の積乱雲の予測に資するデータの取得をめざしている。また、新潟地方にも、3 台のマイクロ波放射計（米国 Radiometrics 社製 MP-3000A）を導入し、主に冬季の雪雲をターゲットとした、降雪粒子の含水量推定のための気温プロファイルの推定を目指している。
本発表では、初期解析として、１）つくばサイトにおける、高時間分解能での水蒸気可降水量の時間変化とゾンデデー
タとの比較、２）新潟地方における高時間分解能ゾンデ集中観測との比較を報告する。
キーワード: マイクロ波放射計, 水蒸気
Keywords: Microwave radiometer, vapor

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会場:301A

時間:5 月 26 日 09:00-09:15

2014 年 6 月 13 日に東京都府中市付近に降雹をもたらした降水システムの 3DVAR 解析Doppler radar and lidar analysis for 13 June 2014 Fuchu City hailstorm using a 3DVAR
下瀬 健一 1∗ ; 清水 慎吾 1 ; 鈴木 真一 1 ; 出世 ゆかり 1 ; 前坂 剛 1 ; 木枝 香織 1 ; 岩波 越 1
SHIMOSE, Kenichi1∗ ; SHIMIZU, Shingo1 ; SUZUKI, Shin-ichi1 ; SHUSSE, Yukari1 ; MAESAKA, Takeshi1 ;KIEDA, Kaori1 ; IWANAMI, Koyuru1
1
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防災科学技術研究所
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention

１．はじめに2014 年 6 月 13 日 1200JST ごろ，発達した積乱雲により東京都府中市を中心に降雹（最大直径 3 cm 程度）と強風が報告された。この降雹・強風をもたらした降水システムは，複数の X バンドマルチパラメータドップラーレーダー（以後，X-MP レーダー）とドップラーライダーによって観測されており，降水システム内の構造と降水システムに流入する下層の気流が詳細に捉えられていた。本研究では，これらの X-MP レーダーとドップラーライダーデータを用いて下層風の3DVAR 解析を行った。
２．観測データ
X-MP レーダーに関しては，国交省が設置している 3 台のレーダー（新横浜，船橋，八斗島）の動径風速を用いている。
最大観測範囲 80 km，距離分解能 150 m，方位角分解能 1.2 度，12 仰角の PPI スキャンで，1 ボリュームスキャンに 5 分を要す。ドップラーライダーに関しては，防災科学技術研究所が 2014 年度から関東に設置している 3 台のうち，東京工業大学大岡山キャンパスに設置しているライダー（以後，LDOP）の動径風速を用いている。LDOP は，最大観測範囲 30
km，距離分解能 150 m，方位角分解能 1 度，仰角 2 度の PPI スキャンで，1 スキャンに 2 分を要す。
3DVAR に用いた背景場は，2014 年 6 月 13 日 0900JST の MSM を初期値として CReSS ver.4.3.2 によって計算された。
水平解像度は 1 km で鉛直 50 層のストレッチンググリッドとなっている（最下層でΔ z=100 m）。計算領域は 200 km ×
200 km となっている。3DVAR には CReSS VAR ver.2.1.0 を用いた。
３．結果
本事例は北日本上空に寒冷渦があり関東付近に弱い気圧の谷が通過している状況で発生した。降雹をもたらした降水システムは 1000JST ごろ奥多摩付近で発生し，セルの世代交代を経験しながら東南東へと伝播していき，1330JST ごろ
羽田沖で消滅した。
防災科研が木更津に設置しているレーダーによる降雹が観測された 1220JST の降水粒子の判別では，府中市付近で雹が判別されており，偏波間位相差が大きくなっている（〜 8 degree km−1 ）ところで強い下降流（〜 5 m s−1 at z = 1 km)が観測された。降雹に伴う下降流により強風が観測されたと推察される。
X-MP レーダーと LDOP によって捉えられた同時刻の降水と気流構造は，降水システムの北側では X-MP レーダーからの水平風速場を解析すると北〜北東の風が吹いている一方で，降水システムの南側では LDOP の動径風から南〜南東
風が吹いていた。降水システムはこの 2 つの気流が収束しているところで発達していた。
高度 500 m における水平風速場の 3DVAR 解析では，LDOP の観測範囲で降水システムに流入する水平風速場が大きく改善されていた。また，X-MP レーダーにより降水システムから流出する水平風速場も改善されており，3DVAR 解析
によって流入風と流出風の境界がよりシャープに解析されていた。
今後はこれらの解析された場を用いて降水システムの予測実験を行う予定である。
謝辞
国交省 X-MP レーダーデータについては，国交省「X バンド MP レーダーに関する技術開発コンソーシアム」よりデー
タの提供を受けた。

キーワード: ドップラーレーダー, ドップラーライダー, 雹, データ同化
Keywords: Doppler radar, Doppler lidar, hail, data assimilation

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会場:301A

時間:5 月 26 日 09:15-09:30

水平解像度 100m の NHM を用いた 30 秒サイクルデータ同化実験
30-second-update ensemble Kalman filter experiments using JMA-NHM at a 100-m resolution
国井 勝 1∗ ; ルイズ フアン 2 ; リエン グオユエン 3 ; 牛尾 知雄 4 ; 佐藤 晋介 5 ; 別所 康太郎 6 ; 瀬古 弘 1 ;三好 建正 3KUNII, Masaru1∗ ; RUIZ, Juan2 ; LIEN, Guo-yuan3 ; USHIO, Tomoo4 ; SATOH, Shinsuke5 ; BESSHO, Kotaro6 ;SEKO, Hiromu1 ; MIYOSHI, Takemasa3
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気象研究所, 2 ブエノスアイレス大学, 3 理化学研究所計算科学研究機構, 4 大阪大学, 5 情報通信研究機構, 6 気象衛星センター
1Meteorological Research Institute, 2 University of Buenos Aires, 3 RIKEN Advanced Institute for Computational Science,4
Osaka University, 5 National Institute of Information and Communications Technology, 6 Meteorological Satellite Center

Local severe rainstorms may cause serious damage such as flooding and landslide, but its precise simulation is difficult mainly
due to limited spatial and temporal resolutions of numerical weather prediction (NWP). To tackle this challenge, a 100-mresolution NWP system is designed, so that the forecasts are updated every 30 seconds by assimilating observational data fromthe phased array weather radars (PAWR) at Osaka and Kobe. In addition, the next-generation geostationary satellite Himawari-8
will have a 30-second scanning mode for a limited domain, and using the Himawari-8 data is within the scope. An observation
operator and quality control algorithm are developed for PAWR, and data assimilation experiments using the Local Ensemble
Transform Kalman Filter (LETKF) are performed for the local heavy rainfall case that caused a disaster in Kyoto on 13 July
2013. In this presentation, a brief introduction to the experiments and the results will be presented.
Keywords: data assimilation, ensemble Kalman filter, phased array weather radar

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AAS22-16

会場:301A

時間:5 月 26 日 09:30-09:45

2014 年 2 月 14〜15 日に関東甲信地方で発生した大雪の数値シミュレーションと氷晶核が降雪に及ぼす影響
Numerical Simulation of Heavy Snowfall and the Potential Role of Ice Nuclei in Cloud
Formation and Precipitation
荒木 健太郎 1∗ ; 村上 正隆 1 ; 田尻 拓也 1 ; 齋藤 篤思 1 ; 小司 禎教 1
ARAKI, Kentaro1∗ ; MURAKAMI, Masataka1 ; TAJIRI, Takuya1 ; SAITO, Atsushi1 ; SHOJI, Yoshinori1
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気象庁気象研究所
Meteorological Research Institute, JMA

A heavy snowfall event occurred in the Kanto and Koshin regions from 14 to 15 February 2014, when a winter extratropical
cyclone rapidly developed along the south coast of Japan. The snow cover exceeded the histrical record in these regions. In order
to examine the characteristics of cloud microphysics during the event, we performed a numerical simulation with a horizontal
grid spacing 1.5 km and a model domain covering the Kanto and Koshin regions by the JMA Non Hydrostatic Model (JMANHM) with bulk-type cloud microphysics. The initial and boundary conditions were provided from 3-hourly JMA mesoscale
analyses. The precipitating clouds and atmospheric conditions were simulated for 33 hours from 03 Japan Standard Time (JST)on 14 February 2014.
From the result of high-dense snow cover observations, the total snowfall exceeded 1 m in the areas along the mountains in the
Yanamashi, Gunma, and Tochigi prefectures during the event. The numerical simulation successfully reproduced the distributionof total snowfall. By comparing the result of the simulation with the surface observations of automatic weather stations in Tokyo
metropolitan, temporal variations of simulated surface atmospheric temperature and relative humidity were consistent. In orderto evaluate the reproducibility of cloud microphysics in simulated precipitating clouds, the ground-based microwave radiometer(MWR) operated in the Ome city in Tokyo metropolitan was used in this study. Liquid water path (LWP), which is retrieved fromradiometric observations by a statistic inversion method, is compared with simulated LWP during the event. The data including
errors due to rain was excluded from the comparison, so that there is large difference between precipitable water vapor (PWV)
retrieved by radiometric observations and PWV derived from the global positioning system. As the result, temporal variation ofsimulated LWP was similar to that of retrieved LWP.
Clouds composed of cloud ice were simulated at the altitude 8-12 and 2-4 km above the Ome city, and the latter cloud wasformed on the boundary of a coastal front. Mixing ratio of snow was large below the altitude of 6 km, and number concentrationof snow was large at the altitude of 4-10 and 1-3 km. In this case, there were two layers of ice clouds and the heavy snowfall
would be increased due to the seeder-feeder effect. Total precipitation by graupel reached 30 mm in some parts of the Kanto
region, which was formed by riming process during the passage of the extratropical cyclone in the Kanto plain, where sufficientwater vapor flux and super-cooled cloud water existed in low-level troposphere.
In order to investigate the effect of ice nuclei on snowfall, sensitivity experiments were performed by changing coefficients of
0.1 (IN01) and 10 (IN10) times in the formulas of ice nucleation (Meyers 1992) and freezing (Bigg 1955) in JMA-NHM. As theresult, there were differences of total precipitation by snow of -5 mm in IN01 and +2-+5 mm in IN10 from the control experimentin the areas with large amount of total snowfall. This difference would be caused by the change of snow due to the change of
ice number concentration where there was sufficient water vapor flux below the altitude about 5 km. The total precipitation byrain increased more than 15 mm in IN01, and also decreased less than 20 mm in IN10 in the Kanto plain. On the other hand,
total precipitation by graupel decreased about 5 mm in IN01 and increased over 10 mm in IN10 in the areas including the Tokyo
metropolitan and Saitama prefecture. Since there were sufficient middle-level snow, low-level water vapor flux, and super-cooled
cloud water in the windward side of these regions, snow falling from the upper ice cloud was converted to graupel in the low
troposphere in IN10. These results suggest that there are uncertainties related to the aerosol indirect effects in cloud microphysics
modeling of bulk method in JMA-NHM.
キーワード: 大雪, 数値実験, 雲物理, 氷晶核
Keywords: heavy snowfall, numerical simulation, cloud microphysics, ice nuclei

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AAS22-17

会場:301A

時間:5 月 26 日 09:45-10:00

海風前線近傍に出現した非降水エコーの挙動と気流構造についての解析
The analysis of the relation between non-precipitation echoes and wind structure of sea
breeze南雲 信宏 1∗ ; 加藤 輝之 1
NAGUMO, Nobuhiro1∗ ; KATO, Teruyuki1
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気象研究所
Meteorological Research Institute

夏季の関東平野では、晴れた日中に孤立積乱雲が発生し局地的に大雨となることがある。平野部における積乱雲の発生要因の一つには海風前線などの局地循環が挙げられるが、局地循環の構造はレーダーでは捉えることは出来ず、またア
メダスの通常の地上観測だけでは解像度が粗く海風の全体像をとらえることは困難である。しかし現業気象レーダーは、
時折、晴天時や降水域周辺の非降水域において非降水エコーを観測することがある。2013 年 7 月 23 日に東京都心部で発生した積乱雲事例では、積乱雲発生に先立って数時間前から羽田空港に設置された空港ドップラーレーダー（DRAW：
観測半径 60km）が非降水エコーを捉え、しかも沿岸部で帯状に集中し、時間と共に徐々に内陸へ侵入する様子をとらえた。そしてこの事例では平野部で発生した積乱雲は非降水エコー集中帯の周辺で発生していた。観測された非降水エコー
集中帯がその発生時間や進入の特徴から海風に対応していることはわかるが、非降水エコーとの詳細な位置関係、その形成メカニズムについてはほとんど調べられていない。そこで、我々は羽田空港に設置された DRAW と周辺の気流構造を捉えられることができる東京工業大学 (大岡山キャンパス) のドップラーライダー（観測半径 6km）
、さらに地上に展開する気象観測データを含む、複数の観測測器で構築した稠密観測網データを用い非降水エコーと海風の関係について調査した。また気象庁非静力学モデル (JMA-NHM) の解像度 250 ｍの計算を実施し、再現された気流構造の解析から非降
水エコーの発生の要因と挙動のメカニズムについて考察を行った。
ドップラーライダーの観測では内陸方向に進入する下層の流れとそれより上の反流構造をもつ厚さ約 1500m の詳細な
海風構造を捉えることが出来た。ドップラーライダーが観測した海風は、２つの凸部とその間の細い楔状の隙間の凹部、
いわゆる Lobes and Cleft 構造を表現していた。一方、DRAW が観測した非降水エコーはその海風前線の数キロ風上で生じ、上下に蛇行する構造と次第に海風前線に接近する様子をみせた。両方の分布を重ね合わせると、非降水エコーの分
布と海風の構造に対応関係がみられ、Lobe 構造の後方では高度 200m 程度の低い高度に非降水エコーが分布し、Lobe 構造の前面で主に高高度 (約 800m) に分布していた。そして、その前方の細い Cleft 構造の下で再び低高度の分布傾向を示した。また非降水エコーが多く集中し帯状構造を形成していた場所は、Cleft 構造周辺の狭い領域（Cleft〜Lobe 前面）であった。
JMA-NHM の解像度 250m で行った数値計算結果は、海風発生後の内陸進入時の上述の観測の特徴をよく表す風分布であった。海風の進行方向に沿った鉛直断面図を解析したところ、非降水エコーの集中帯がみられた Cleft 構造付近では地上の風の収束が見られた。そのすぐ後面の Lobe 構造は前面で上昇流、後面で下降流を形成していた。そして Lobe 構
造全体の風が循環に近い構造を示していた。そこで発表においては、高解像度シミュレーションの解析から明らかになる海風内の非降水エコーの挙動の要因ついて、温度場や力学場の観点で考察した結果を報告する。

キーワード: 局地循環, 稠密観測（ドップラーレーダー・ドップラーライダー）, 数値シミュレーション
Keywords: Local circulation, Dense observation (Radar/Lidar), Numerical Simulation

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AAS22-18

会場:301A

時間:5 月 26 日 10:00-10:15

高分解能気象予報モデルを用いた比良おろしメカニズムの解明
Elucidation of the mechanism of the downstream gust wind using high resolution weathermodel
東 邦昭 1∗ ; 古本 淳一 1 ; 阪本 洋人 1
HIGASHI, Kuniaki1∗ ; FURUMOTO, Jun-ichi1 ; SAKAMOTO, Hiroto1
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京都大学生存圏研究所
Research Institute for Sustainable Humanosphere, Kyoto University

比良おろしは空間スケールが数 100m〜1km 程度で、琵琶湖西岸の比良山地山麓の約 10km の区間に発生するおろし風である。このおろし風は事例により発生する場所や継続時間が異なることが観測から明らかであるが、詳細なメカニズ
ムは空間スケールが小さいことや時間変動が大きいこと、背景にある複雑地形の存在などにより明らかにされていない。
本研究では比良おろしが頻繁に発生する 2013 年 10 月〜2014 年 3 月までの半年間にわたり、10m 分解能の地形、高分解
能湖水温データを気象予報モデルに入力しシミュレーションを行った。比良おろし発生事例と非発生事例の大気構造を比較しつつ比良おろしの発生メカニズムの解明を図る。
キーワード: おろし風, 突風, ミクロスケール気象, 大気境界層, 大気シミュレーション
Keywords: downslope wind, gust wind, microscale weather, atmospheric boundary layer, weather simulation

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