[Japanese]
卒業論文要旨(林田 敦史)
梅雨期の沖縄で観測された強雨域における偏波パラメータの鉛直分布
林田 敦史
沖縄では 5~6 月にかけて、梅雨前線によってしばしば大雨がもたらされる。中でも短時間で大量の雨、すなわち強雨は災害を引き起こすこともある。強雨による降水現象を理解するためには、強雨をもたらした降水粒子の形成過程を理解する必要がある。この形成過程によって降水粒子は異なる大きさや種類の分布となる。したがって、強雨をもたらした降水粒子の形成過程を理解するためには強雨をもたらした雲中の降水粒子の空間分布を明らかにする必要がある。
先行研究によって、梅雨期の沖縄で見られる対流域では大粒の雨が存在することが報告されている。本研究ではこのような大粒の雨がどのように形成して強雨をもたらしているのかを明らかにすることを目的とする。
本研究では名大 X バンド偏波レーダーの 2017 年沖縄の梅雨期データを用いる。先行研究を参考にブライトバンドフラクション法を用いて対流域を定義し、さらに強雨域を高度 2 km で反射強度Z H が 35 dBZ 以上の領域と定義する。
各降水域において、強雨域の占める割合を調べた所、対流性降水域中の強雨域に占める割合が最も高く、強雨域において対流性降水域中の強雨域が支配的であると考えられる。反射強度の中央値の鉛直分布の異なる 3 事例において、対流域内の強雨域の鉛直分布を調べたところ、霰などの大きな氷粒子などはほとんど観測されず、降水粒子は液体の状態で急速に成長しているという結果が示された。しかし、強雨域の中でもより反射強度の大きい領域(45 dBZ 以上)では、両パラメータの中央値や粒径の推定値は高度 1.5 km 以下で下層に向かって減少していた。これは大きな粒子では波長が短いことでレイリー散乱を仮定できず、値が過小評価されているためだと考えられる。
以上より、強雨域では降水粒子は衝突併合成長によって大きくなっていると考えられ、実際に地上にもたらされる降水粒子は、本研究で推定したものより大きい可能性も考えられる。
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[English]
Atsushi HAYASHIDA
In Okinawa, heavy rains are often brought by the baiu season front during May and June. Heavy rainfall, i.e., a large amount of rain in a short period of time, can cause disasters. To understand the precipitation phenomena caused by heavy rain, it is necessary to understand the formation process of the precipitation particles that brought the heavy rain. Depending on the formation process, the precipitation particles have different sizes and types of distribution. Therefore, to understand the formation process of precipitation particles that caused the heavy rainfall, it is necessary to clarify the spatial distribution of precipitation particles in the clouds that caused the heavy rainfall.
Previous studies have reported the presence of large rainfall particles in the convective zone seen in Okinawa during the rainy season. The purpose of this study is to clarify how such large rainfall particles form and bring about strong rainfall.
In this study, we use the 2017 Okinawa baiu season data from the Nagoya University X-band polarimetric radar. We use the Bright Band Fraction method to define the convection area, and further define the heavy rainfall area as the area where the radar reflectivity Z H is greater than 35 dBZ at an altitude of 2 km.
In each precipitation area, the percentage of the strong rainfall area is investigated. The highest percentage of the strong rainfall area is found in the convective precipitation area, indicating that the strong rainfall area in the convective precipitation area is dominant in the strong rainfall area. In three cases with different vertical distributions of median radar reflectivity, the vertical distributions of strong rainfall areas within convective areas were investigated, and the results showed that large ice particles such as hail were rarely observed and that precipitation particles were growing rapidly in a liquid state. However, in the region of higher reflection intensity (above 45 dBZ) in the strong rainfall area, the median values of both parameters and the estimated particle size decreased toward the lower layers below 1.5 km altitude. This may be because Rayleigh scattering cannot be assumed for large particles due to their short wavelengths, and thus the values are underestimated.
This suggests that precipitation particles grow by collision-coalescence in heavy rainfall areas, and that the actual precipitation particles brought to the ground may be larger than those estimated in this study.
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