流域及び地域レベルにおける洪水予測・水資源問題に与える降水データのスケール効果に関する研究

流域和区域降水资料对洪水预报和水资源问题的尺度效应研究

• 批准号: 01F00220
• 负责人: 山田 正
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Chuo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00220/
• 关键词: メソスケールモデル; 地形性降雨; 重力波; 雷雨; メンスケール気象モデル; マルチフラクタル; ドップラーレーダ; MM5; lee waves

本研究室で所有するドップラーレーダによる10年以上に渡る観測より,関東で発生するメソスケール現象の雷雨の多くは,関東北部及び西部の山間部で発生していることがわかっている.また,関東一円で行っている気象観測より夏期の強い日射が陸面と海面に温度差を生じさせ,それを起因として発生する海から陸へ向かう海陸風が関東北部,西部の山岳部まで進入し,地形により押し上げられることにより地形性の雷雨が発生を明らかにしている.以上のことより,地形条件と大気状態が雷雨発生に大きく寄与していることがわかっている.本研究では,地形影響の定量的評価を行う基礎的段階として,ガウス分布である単峰性の仮想地形を設定し,非静力学モデルによるメソスケール場の降雨に対する地形の影響について解析を行った.本研究では,NCAR(National Center for Atmospheric Reserch)とThe Pennsylvania State Universityにより共同開発されたメソ気象モデルThe Fifth Generation Penn Stag/NCAR Mesoscale Model(MM5)を用いてシミュレーションを行った.降雨を発生させない条件の下で,山地地形の形状及び2層の密度成層を有した大気の成層度を変化させ,山地地形の風下側に発生する重力波についての解析を行った.等流状態で重力波が発生するときは,山地の風下側で渦の発生を確認し,重力波を発生するフルード数の条件について明らかにした.実大気において海陸風の風速が夜半に現象していくように,シミュレーションにおいても水平風速を徐々に減少させた結果,山地の風下側で発生した重力波が風上側へ伝播することがわかった.降雨形成について微物理過程を導入し,仮想地形の下で地形形状,大気状態,それに起因する重力波の影響が降雨量に与える影響について解析を行った.山地標高が高くなるに従い総降雨量,降雨強度のピークは増加するが,ピークの位置は山地の風上側であり,山地の幅が広くなるに従い風下側へ片寄った降雨量分布となることがわかった.弱い水平風速では広範囲に降雨をもたらし,水平風速を徐々に減少させることにより降雨量のピークは風上側へ移動していくことがわかった。山地の風上側へ伝播した重力波による上昇流が強い対流を引き起こし,雷雨発生に関係しているものだと考えられる.

该实验室拥有的多普勒雷达（Doppler Radar）在10年内拥有的多普勒雷达（Doppler Radar）的观察表明，在关东地区发生的大多数中尺度雷暴发生在关东北部和西部地区的山区。此外，夏季更强的太阳辐射在陆地表面和海面之间产生温度差异，而所产生的海洋和陆地从海到陆地则进入了北部和关东西部地区的山区，并被超图表推动，并揭示了地球刺激性的出现。从以上，众所周知，地形条件和大气条件对发生雷暴的发生显着贡献。在这项研究中，将高斯分布的单峰地形设置为对地形效应进行定量评估的基本阶段，并对使用非静态模型对地形雷暴对中尺度降雨的影响进行了分析。在这项研究中，我们建立了单峰地形分布，高斯分布虚拟地形，并使用非静态模型分析了地形对中尺度降雨的影响。在这项研究中，我们发现第五代宾夕法尼亚州/NCAR中尺度，这是一种由For Attryereric Reservch和Pennsylvania State University共同开发的中间天气模型。使用模型（MM5）进行仿真。在不产生降雨的条件下，改变了两层密度分层的山地形状以及大气的分层性，并对山地形的背风侧产生的引力波的分析进行了分析。当引力波在山腰的背风侧发生时，在山腰的背风侧确认了涡流的产生，并且揭示了产生引力波的流体数量。就像午夜的真实大气中发生海洋和陆上风的风速一样，模拟中的水平风速逐渐降低，并且在山顶的背风侧产生的引力波逐渐降低。发现降雨传播到了上风。引入了一个微物理过程以进行降雨形成，并对地形形状，大气状态以及重力波对虚拟地形下降雨的影响进行了分析。随着山顶的增加，总降雨量和降雨强度的峰值增加，但峰位于山的前风，随着山脉宽度的增加，降雨量的分布分布在下风。较弱的水平风速导致了广泛的区域，并且通过逐渐降低水平风速，降雨的峰向上侧移动。由引力波传播到山上的上风引起的上游会引起强烈的对流，并被认为与雷暴发生有关。

项目成果

Assela Pathirana: "Idealized Modeling of Orographic Rainfall with a Mesoscale Model"第22回日本自然災害学会学術講演会講演概要集. 177-178 (2003)

Assela Pathirana：“用中尺度模型对地形降雨进行理想化建模”日本自然灾害学会第 22 届学术会议摘要 177-178（2003 年）。

Assela Pathirana: "Idealized Simulation of Airflow over a Mountain Ride using a Mesoscale Atmospheric Model"Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE. Vol47. 31-36 (2003)

Assela Pathirana：“使用中尺度大气模型对山地骑行的气流进行理想化模拟”水利工程年度期刊，JSCE。