修士論文要旨(真木 亮)


真木 亮

梅雨期における東アジアの降水セルの特徴を調べるために、中国安徽省の寿県(大陸上)における1998年6月17日から7月17日の観測結果、中国江蘇省の周庄(海岸部)における2001年6月10日から7月13日の観測結果、沖縄(海洋上)における2004年5月27日から6月11日のドップラーレーダーデータの観測結果を用いて解析を行った。環境場はラジオゾンデの結果より、下層(2 km以下)および中層(2 kmから5 km)は全領域全期間において湿っていた。

本研究では、梅雨期の東アジアにおける非常に湿潤な環境場での降水セルの特徴として、降水セルの水平スケールを規定する「面積」、鉛直スケールを規定する「エコー頂高度」、降水セル内部の降水粒子の鉛直プロファイルを規定する「コア高度」、Zisper and Lutz(1994)の研究と比較するための「0 °C高度よりも上部での最大反射強度の鉛直傾度」を示した。特に、「エコー頂高度」と「最大反射強度の鉛直傾度」について詳しく解析を行った。

降水セルの個数は、寿県で2978 個、周庄で17529 個、沖縄で5093 個であった。降水セルの平均面積は、寿県で16.8 km2、周庄で22.8 km2、沖縄で16.4 km2であった。面積とエコー頂高度の関係はいずれの地点においても面積が大きいほどエコー頂高度が高いという傾向を示した。しかし面積が約20 km2を越えると、その傾向は顕著ではなく、エコー頂高度はそれほど高くならない降水セルが多く存在した。

降水セル最大到達高度は、0 °C高度+1 km以下のものが、寿県で69.0 %、周庄で74.1 %、沖縄で80.8 %であり、いずれの地点においてもほとんどの降水が「暖かい雨」過程を経て降ってくることが示唆された。最大反射強度の鉛直傾向は、0 °C高度より高い高度に着目すると、いずれの地点においても、0 °C高度付近から急激に反射強度が減少した。Zisper and Lutz(1994)は海洋性の降水セルは大陸性の降水セルに比べて、大陸と海洋の性質の違いのために0 °C高度を越えると反射強度が急激に減少すると示したが、本研究のケースでは、大陸上の寿県や海岸部の周庄でも、海洋性の降水セルに近い特徴を示した。これは本研究で扱った3地点の環境場がいずれも湿潤な環境場であることに起因すると考えられる。湿潤な環境場では容易に対流が発達し、潜熱を放出して中層を加熱すると考えられる。その結果CAPEの値は小さくなると考えられる。すなわち、0 °C高度を越えると反射強度の鉛直傾度が大きくなるという特徴が、湿潤場の降水セルの特徴であると考えられる。


Statical Features of Precipitation Cells
Observed in East Asia during the Meiyu/Baiu Period


In order to clarify statistical features of precipitation cells during the Meiyu/Baiu period, Doppler radar data obtained at Shouxian (Anhui Province, China : i.e., continental area) from June 17 to July 17, 1998, at Zhouzhuang (Jiangsu Province, China : i.e., coastal area) from June 10 to July 13, 2001 and at Okinawa (oceanic area) from May 27 to June 11, 2004 are analyzed. From the radiosonde observations, moist layars exist in the lower (less than 2 km) and middle troposphere (from 2 km to 5 km). As the features of precipitation cells over the moist environment in East Asia, "area (horizontal scale)," "echo-top height," "height of maximum reflectivity in each precipitation cell," and "vertical gradient of maximum reflectivity above the melting level" are shown. Especially, "echo-top height" and "vertical gradient of maximum reflectivity above the melting level" are described in detail.

The members of analyzed precipitation cells are 2978 at Shouxian, 17529 at Zhouzhuang and 5093 at Okinawa, respectively. The averaged area of preipitation cells are 16.8 km2at Shouxian, 22.8 km2 at Zhouzhuang and 16.4 km2 at Okinawa. There is a tendency that the higher precipitation cell have larger area, although this tendency is not clear for the cells whose area is over 20 km2.

The ratio of echo-top height that not exceeds the height of the melting level + 1 km is 69.0 % at Shouxian 74.1 % at Zhouzhuang and 80.8 % at Okinawa. It is cosidered that the precipitation process by warm rain should be effecitve over these areas. The fact that the vertical gradient of reflectivity above the melting level over the oceanic area is larger than that over the continental area is well known. However, in this study, the vertical gradient ofreflectivity above the melting level at Zhouzhuang (coast area) and Shouxian (continental area) is not clearly small compared with Okinawa (oceanic ara). These observation results should be attributed to the moist condition in the lower and middle troposphere. In this condition, it should be difficult to develop deep convection, since convection instability is easily consumed by convection and is not accumulated. Therefore, almost all of precipitation cells in the moist enviroment that frequently observed in East Asia during the Meiyu/Baiu period have the features that echo-top height only reachs up to the height of melting level + 1 km and the large vertical gradient of reflectivity above the melting level.