修士論文要旨(石塚 暁)


石塚 暁

2002年12月から2003年2月にかけて名古屋大学の2台のドップラーレーダーを石川 県の日本海沿岸部に設置し、冬季に発生するメソスケールの気象擾乱の解明を目 的とした観測を行った。観測期間中の2003年1月29日には、北日本上空に強い寒 気が流入し、日本海上には活発な降雪システムが観られた。この日、上空の寒気 核は北陸地方から離れる傾向で、地形や陸風の影響を受けることなく、エコー頂 高度が5kmを超えるような非常に発達した線状降雪帯を観測した。この降雪帯は 日本海寒帯気団収束帯(JPCZ)に伴う帯状雲から離れた領域で発生したものであ り、JPCZ上に観られる擾乱とは異なる擾乱であった可能性が示唆された。また、 この降雪帯はJPCZに伴う帯状雲が衰退傾向にある状況下で発生したものであった。 本研究では、そのような環境場で発達した降雪帯の構造と形成過程を明らかにす ることを目的として、ドップラーレーダーデータと数値モデルを用いて解析を行っ た。

ドップラーレーダー観測から、この降雪システムは複数の対流セルから構成され ていた。これらの対流セルは降雪帯に対して上流域と下流域で次々と発生し、そ れらが主風向に沿って並び、組織化されることによって線状構造を形成していた。 下層では降雪帯の北側で北西の風が、降雪帯の南側で西風が卓越し、2つの風向 の風が収束していた。特に、降雪帯下流域では遠方からの北西風のインフローが 見られ、そこでは局所的に下層収束が強化されていた。この下層収束の強化は、 降雪帯の構造の維持と下流域での対流セルの発生に重要な役割をしていたと考え られる。

数値実験では、JPCZに伴う降雪システムが衰退傾向になったとき、その南側で線 状の降雪帯が形成される様子が再現された。再現された降雪帯の南側下層には周 囲よりも冷たい空気が存在し、降雪帯の北からは高相当温位の空気が流入してい た。この2つの空気が収束することによって、北から流入した高相当温位の空気 が持ち上げられ、上昇流を形成してJPCZの南側に活発な降雪帯を形成したことが わかった。さらに、高相当温位の空気がJPCZの南側に到達するためには、上空の 寒気核が日本海上から遠ざかることで大気の安定度が増し、JPCZの構造が崩れる 傾向であったことが重要であることがわかった。


The Structure and Formation Process of the Selectively Developed Snowband
over the Sea of Japan in Winter


For the purpose of the clarification of meso-scale winter snow storms, Nagoya University installed dual Doppler Radar system on the coast of the Sea of Japan during the period from December 2002 to February 2003. On January 29th 2003, the strong cold air moved over the northern Japan and active snow clouds were observed over the Sea of Japan. On this day, during the period from 1800JST to 2000JST, dual Doppler Radar system observed selectively developed snowband, whose echo top height was exceed 5 km. The upper layer cold air was leaving away from the Hokuriku district, influence of geographical feature and land-breeze were not found. This snowband occurred at a distance from band-like cloud associated with the Japan Sea Polar-airmass Convergence Zone (JPCZ), it was suggested the snowband was differ from the disturbance occurred along the JPCZ. Moreover, the snowband developed in situation that band-like cloud associated with JPCZ was decaying. To reveal the structure and formation process of those kind of developed snowband, we investigated dual Doppler Radar data and numerical simulation model.

From the Doppler Radar observation, this snowband was composed of number of convective cells. These convective cells are occurred both in upstream and downstream of the snowband, lined up along predominant wind direction and organized linear structure. In lower layer, west-northwesterly wind was observed in north side of the snowband, while westerly wind was observed in south side of the snowband. Therefore, clear convergence line was formed along the snowband in lower layer. In particular, downstream region of the snowband northwesterly inflow from a long distance was observed, low level convergence was intensified locally there. It is suggested that an enhancement of low level convergence played an important role in maintenance of the linear structure of the snowband and occurrence of convective cells in downstream region of the snowband.

In result of numerical experiments, when the snowfall system associated with JPCZ was began to decaying, the snowband was formed on south side of JPCZ. At low the level, the cold air was present in southern edge of the snowband, and high equivalent potential temperature air was inflowing from north side of the snowband. Owing to convergence of these airmass high equivalent potential temperature airmass was lifted up, and formed convective cells. As a result, the snowband was developed on south side of JPCZ. Furthermore, it is important to reach high equivalent potential temperature airmass to the south of JPCZ, the snowfall system associated with JPCZ should be in the decaying stage because the upper layer cold-air was moving away from over the Sea of Japan and the stability of atmosphere was increasing.