夏季日中に発生する孤立積乱雲を早期検出することは、大雨の予報を発表してから実 際に大雨が起きるまでのリードタイムを広げるために重要である。孤立積乱雲から降雨 が生じる過程は、上昇流によって下層から持ち上げられた水蒸気が凝結し、雲粒が形成 されることから始まる。雲粒は凝結・併合成長を経て雨粒に成長し、大きく成長した雨 粒が上昇流に打ち勝って落下することで、地上での降水が生じる。X バンドレーダは雨 粒を観測するのに対し、静止気象衛星は雲からの放射を、Ka バンド雲レーダは雲粒を観 測するため、X バンドレーダより早期に孤立積乱雲を検出できると推測される。本研究 では、静止気象衛星と Ka バンド雲レーダを用いて、X バンドレーダで観測される強雨 発生時刻より早く孤立積乱雲を検出する手法について検討することを目的とする。夏季 7~9 月の日中09 時～18 時（日本時：世界時 +9 時間）に発生した孤立積乱雲について、 2011 年から 2014 年の 15 事例については MTSAT-1R ラピッドスキャンデータを、2015 年の 4 事例については、ひまわり 8 号データおよび名古屋大学 Ka バンド雲レーダデー タを用いて解析した。 解析の結果、天頂角補正した可視反射率は、積雲や積乱雲が発達する際に明瞭な上昇 傾向を示し、特に積乱雲の発達に対応する可視反射率は、積雲に比べ高い値を示した。 したがって、可視反射率は早期検出に利用可能だと考えられる。また、Ka バンド雲レー ダは、X バンドレーダが検出できない積乱雲に発達しなかった積雲のエコーを検出した。 以上から、2011 年から 2014 年の事例は積乱雲に発達しなかった事例の可視反射率の最 大値を閾値とする手法で、2015 年の事例は雲レーダで識別される積雲に対応する可視反 射率の最大値を閾値とする手法で、積乱雲と積雲を識別した。 ただし、可視反射率が他より大きく低く、閾値に達しなかった事例では、赤外チャン ネル輝度温度が最初から低くなっていた。上層雲の存在が積乱雲の早期検出を困難にす ると考えられる。 一方で、赤外チャンネル輝度温度は、MTSAT-1R・ひまわり 8 号ともに緩やかな低下 傾向しか示さず、可視反射率と比較して早期検出に利用することは難しいと考えられる。 赤道上空に位置する衛星は日本付近の積乱雲を俯角約 45 度で見下ろしている。このと き、雲頂の冷たく低い輝度温度と、雲頂と比較して高度が低く相対的に暖かい雲側面か らの高い輝度温度の両方を衛星が観測するため、輝度温度の低下が明瞭でなかったと考 えられる。
Early detection of isolated cumulonimbus(Cb) cloudsin summer daytime is important to extend the lead time from forecast of the rainfall to its occurrence. The process of rainfall from an isolated Cb cloud begins with condensation of water vapor that lifted from lower layers by updraft and formation of cloud droplets. As cloud droplets grow to rain droplets through condensation and coalescence process, rain droplets that grew larger overcome updrafts, falling down to the ground and rainfall occurs. Although X-band radar observes rain droplets, Geostationary Meteorological Satellites observe radiance from clouds and a Ka-band cloud radar observes cloud droplets. Therefore, it is expectedthat these instruments can detect isolated Cb clouds earlier than X-band radar. The purpose of this study is to consider a technique of early detection of isolated Cb clouds using Xband radars, Geostationary Meteorological Satellites and a Ka-band cloud radar. Fifteen isolated Cb clouds that occurred in summer (July - September) daytime (09 - 18 JST) from 2011 to 2014 were analyzed by using Multi-functional Transport Satellite - 1R (MTSAT-1R) rapid scan data. Four isolated Cb cloudsin summer daytime in 2015 were analyzed by using the Himawari-8 satellite data and a Ka-band cloud radar of Nagoya University. Maximum values of the visible reflectance corrected by solar zenith angle showed distinct upward trends when cumulus (Cu) clouds or Cb clouds developed, and maximum values of Cb clouds showed the higher values than those of Cu clouds. Thus, visible reflectance has the capability for early detection of isolated Cb clouds. Furthermore, Ka-band cloud radar was able to detect the radar echo from Cu clouds which was not detected by X-band radar. For the cases in 2011-2014, using a technique that the maximum values of the visible reflectance which were not developed in Cb clouds, Cb clouds were separated from Cu clouds. For the cases in 2015, using a technique that the maximum values of the visible reflectance corresponding to Cu clouds identified by cloud radar, Cb and Cu clouds were identified. There was a case which did not reached the thresholds for visible reflectance. In the case, the brightness temperature of the infrared channel was low from the early period of Cb development. It is suggested that the presence of the upper clouds makes it difficult to early detection of Cb clouds. The minimum values of the infrared channel brightness temperatures only showed weak downward trends in both MTSAT-1R and Himawari-8. Therefore, it is difficult to use for early detection of Cb clouds compared with the visible reflectance. The satellites are located above the equator, looking down the clouds around Japan in depression angle about 45 degrees. At this time, the satellites observe both low brightness temperature corresponding to the cold cloud top and high brightness temperature at the warm cloud side. For this reason, it is considered that downward trends in the brightness temperature are not clear.[BACK]