雪氷災害把握・予測のための気象レーダーと3次元風速場を用いた水平高解像積雪深推定

使用天气雷达和 3D 风速场进行水平高分辨率积雪深度估计，以了解和预测冰雪灾害

基本信息

批准号：
22K04633
负责人：
熊倉俊郎
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究課題は、既に観測された冬季降水量観測を用いて、広域地上固体降水量を推定し、その妥当性について評価することである。今年度はその中で、レーダー降水量と局地気象モデルの３次元予報データを組み合わせて、後方流跡線解析による地上降水量の推定（解析降水量）の妥当性と、後方流跡線の経過時間を利用した短時間（数十分程度）の地上降水量推定が可能かどうかについて検討した。以前の基盤研究では、1時間程度の降水量積算値に対しては流跡線解析の利点か大きく現れることがないが、やらないよりは良く、短時間間隔の観測値に対しては観測地点直上のレーダー降水量（直上降水量）と解析降水量とは場合により大きく差が出る結果となっていた。今回は短時間間隔の観測でどの程度の違いが現れるかを解析した。地上観測降水量と直上降水量との時間的増減が一致しない点は、後方流跡線解析を採用することで、積雪深が大きく増えた期間に関して一致度が51%程度だったのが、60%まで上昇し、特に一致度が高い期間が多く推定された。また、降水量の比較では、解析降水量で一致度90%、直上降水量で67%であった1時間で見たところ、RMSEが0.68mm/hから0.52mm/hに改善された。後方流跡線解析はごく平均的な流れを仮定し、かつ乱流などの影響を無視していることから、地上降水量が常に正しく推定されるものではないが、短期間間隔での観測値に対する応答として、直上のレーダーを参照するより有利であることが示された。また、今回は後方流跡線のレーダー観測面からの経過時間は長くて10分程度であったが、少なくともその時間だけ先の降水量がほぼ正しく推定されることを意味する。本研究で用いているレーダー装置では災害の多い魚沼市や南魚沼市方面が観測範囲内に入っており、そこでは経過時間が数倍になるため、その場合の降水量の推定精度についても調べる必要がある。

本研究的目的是利用已观测到的冬季降水观测数据来估算大面积地面固体降水并评估其有效性。今年，我们将结合雷达降水和当地天气模型的 3D 预报数据，通过回溯轨迹分析来检验估算地表降水（分析降水）的有效性，并研究是否可以在短时间内估算地表降水。（大约几十分钟）使用经过的时间。此前的基础研究表明，对于一个小时左右的累积降水值，轨迹分析的优势似乎并不显着，但总比不做要好，而对于短间隔的观测值，在某些情况下，轨迹分析的优势似乎并不显着。在这种情况下，雷达直接上空降水量（直接上空降水）与分析降水量存在较大差异。这次，我们分析了短间隔观察时出现的差异程度。地面观测降水量与地面正上方降水量在时间上的增减差异在于，通过后向轨迹分析，雪深显着增加时期的一致程度约为51%，但一致性为 60%，并且估计了许多一致性特别高的时期。此外，在比较降水量时，一小时内 RMSE 从 0.68 mm/h 提高到 0.52 mm/h，分析降水的一致性为 90%，直接降水的一致性为 67%。后向轨迹分析假设流量非常平均，并忽略湍流等的影响，因此不能总是正确估计地表降水量，但可以估计短时间间隔的降水量。对此，已有研究表明。这比参考正上方的雷达更有优势。而且，这次从后方轨迹线的雷达观测面经过的时间最多也就10分钟左右，这意味着至少可以准确地估算出未来的降水量。本研究中使用的雷达设备覆盖了鱼沼市、南鱼沼市等灾害多发地区，且那里的经过时间要长几倍，因此有必要研究这种情况下估算降水量的准确性。。