[Japanese]
修士論文要旨(栗山 勇輝)

2022年8月に東北・北陸地方で発生した豪雨における水蒸気源の解析

栗山 勇輝


近年,日本の暖候期において九州地方のみならず,東北・北陸地方でも豪雨が発生している.豪雨が発生するにはいくつかの条件が必要であり,中でも,必要な事として大気中に水蒸気が供給され,水蒸気が適切に降水場所適切に輸送されることである.今日まで水蒸気輸送と豪雨の関係については広く研究がされているが,豪雨における水蒸気が供給される場所(水蒸気源)の特定や水蒸気収支解析に基づいた研究は比較的少ない.そこで本研究では 2022 年 8 月に東北・北陸地方で発生した豪雨の水蒸気源を後方流跡線解析を用いて推定し,東北・北陸地方にどのように輸送され,どのように水蒸気が蓄積されたかを明らかにすることを目的とする.

本研究では雲解像モデル CReSS を用いて事例の再現実験を行い,後方流跡線解析を用いて,東北・北陸地方で発生した空気塊を特定した.さらに,下層を流れる空気塊の流跡線上で水蒸気収支を調べ,豪雨における水蒸気源を推定した.8 月 2 日から 8 月 4 日に東北・北陸地方へ流れ込む空気塊は中層には乾燥し,下層では湿潤し,大気が不安定な状態であった事が示された.さらに,東北・北陸地方の下層に流入する空気塊のうち,下層(高度 1000 m 以下)を流れる空気塊における水蒸気収支を調べた結果,日本海上からの水蒸気供給は極めて少ないことが示された.そのため,より風上側の空気塊の水蒸気収支を調べた結果,沖縄付近,またはその南側の海域から水蒸気が供給されている事が示された.また,沖縄付近に位置していた空気塊の相対湿度が高かった事から,更に風上の異なる海域からの水蒸気が重要であることが示唆された.

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[English]

Water vapor sources for the heavy rainfall events in the Tohoku and Hokuriku regions in August 2022

Yuki Kuriyama


In recent years, heavy rainfall has been occurring not only in the Kyushu regionbut also in the Tohoku and Hokuriku regions during the warm season in Japan. Heavy rainfall requires the right conditions. Among them, it is necessary that water vapor be supplied to the atmosphere and that be properly transported to the appropriate precipitation regions. The relationship between water vapor transport and heavy rainfall has been widely conducted. However, relatively few papers have been based on the identification of water vapor sources and water vapor balance analysis in heavy rainfall. In this study, I estimate the water vapor source of the heavy rainfall that occurred in the Tohoku and Hokuriku regions in August 2022 using backward trajectory analysis. The purpose is to clarify how air masses were transported to the Tohoku and Hokuriku regions and how water vapor was accumulated. So, this study conducted a reproduction experiment of the events using Cloud Resolving Storn Simulator(CReSS) and identified air parcels flowing into the Tohoku and Hokuriku regions using backward trajectory analysis and, the water vapor budget was examined on the path of air parcels flowing in the lower layers to estimate the water vapor sources in heavy rainfalls. From August 2 to 4, the air parcels flowing into the Tohoku and Hokuriku regions is dry in the middle layer and moist in the lower layer, indicating that the atmosphere is unstable. And, the water vapor balance in the air parcels flowing in the lower layers (below 1000 m altitude) in the Tohoku and Hokuriku regions indicates that the water vapor supply from the Japan Sea is extremely small. The water vapor balance of the air parcels on the upwind side was investigated, and it was shown that water vapor is supplied from the sea area near or south of Okinawa. The relative humidity of the air parcels located near Okinawa was high. This suggests that water vapor from further upwind regions is important.

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