[Japanese]
修士論文要旨(大坂 龍生)

梅雨期に九州地方で発生する大雨現象に寄与した湿潤絶対不安定層(MAUL)の時空間的特徴

大坂 龍生



日本では, 梅雨期に大雨が各地でしばしば発生している. このような大雨は下層での大量の水蒸気流入と不安定な大気状態によってもたらされる. しかし近年, 中層の水蒸気量の重要性が指摘されている.

これを受け, 湿潤絶対不安定層(Moist Absolutely Unstable Layer)に着目し, 下層から中層への水蒸気流入と大雨との関係が調査されている. MAUL は, 大気が飽和している条件下での条件付き不安定な成層である. 先行研究より, 梅雨期に発生する大雨域と MAUL 域の時間的・空間的な対応関係や相関関係が示され,MAUL 域による大雨発生前の大気下・中層の湿潤化への寄与が示唆されている.しかし, 先行研究では MAUL 域の体積が降水量に与える影響を定量的に議論されておらず, 大雨への具体的な寄与のメカニズムは明らかにされていない. 大雨に先行して発生する MAUL について, これらを理解することは防災・減災の観点から非常に重要である. 本研究は, 2020 年 7 月 3 日から 4 日にかけて九州の球磨川付近で発生した顕著な大雨事例について, MAUL 域の大雨への寄与のメカニズムや, 大雨と MAUL 域の体積について定量的な対応関係を明らかにすることを目的とする.

本研究では, 雲解像非静力学モデル CReSS に, 3 次元変分法を用いて地上観測で得られた観測データを同化して得られた再解析データを使用した. 出力結果は 2020 年 7 月 4 日 0 時から 7 月 4 日 6 時までの 6 時間で, 10 分間隔で出力した.

強い降水が見られた 7 月 4 日 5 時前後の降水域と MAUL 域の位置関係を調べると, 降水域の南側から南西側にかけて広がる MAUL 域が存在していた. このMAUL 域と収束域の対応について調べたところ, MAUL 域のすぐ南側には線状の収束域が存在していた. この収束域と梅雨前線の間の領域に強風域によって水蒸気が南西側から流入し持ち上げられ, MAUL が形成されたと考えられる. また, MAUL 域の鉛直断面を調べると, MAUL 域内部には雲水が存在しており, 降水が見られなかった. また, 降水域付近やその南西側の雲水フラックスの鉛直積算値が高い値であった. これらの結果から, MAUL 域の内部を通過した雲水は,風下側の降水域へと流入し, 梅雨前線帯で発生する対流雲の内部で降水粒子と衝突併合成長することで大雨に寄与すると考えられる. 次に, 扇形判定領域を設定することで降水域に流入する MAUL 域を限定的に抽出し, MAUL 体積比と降水量との関係を調べた. その結果, 降水量の増加と 60, 90 分前から流入するMAUL 域の体積, および扇形判定領域の中心角が 30, 60 度のときに 120 分前から流入する MAUL 域の体積の増加には対応関係がみられた. また, MAUL 体積比・降水量の時系列図を確認したところ, 降水の 90 分前から降水域に流入するMAUL 域が降水に先行することがわかった.

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[English]

Characteristics of Typhoon Intensity during El Niño/La Niña and Indian Ocean Dipole Mode Events

Kazuhiro sato


Since typhoons cause severe damage in Southeast Asia including Japan, it is important to clarify the relationship between typhoons and atmospheric-oceanic phenomena that change convective activity in the tropical western Pacific, where typhoons are generated. The El Niño/La Niña and the Indian Ocean Dipole Mode (IOD) events have been pointed ut to affect the location, number, path, and lifetime of typhoons. However, there are few studies on the intensity of typhoons when either the El Niño/La Niña or the IOD occurs, or both occur simultaneously. Therefore, the purpose of this study is to clarify how the environments of the areas through which the typhoon passes change with the El Niño/La Niña and the IOD, and how the typhoon intensity changes accordingly.

During the El Niño (La Niña) events, the western North Pacific is a less (more) favorable environment for typhoon development than neutral years, and strong typhoons tend to develop after passing through such an environment for a long (short) period of time. In addition, typhoons that generated in the southeast of the western North Pacific during the El Niño event tend to develop in a short period of time by passing through the more favorable environment such as higher sea surface temperatures. The ratio of strong typhoons increased.

During the positive IOD events, the western North Pacific is more favorable for the development of typhoons in the southeast and less favorable for the development of typhoons in the southwest than in neutral years. Therefore, some of the strong typhoons take longer to develop while others do not. On the other hand, during the negative IOD events, the western North Pacific is more favorable to the development of typhoons than in neutral years. Therefore, strong typhoons are limited to those that developed over a long period of time, and it is considered that the negative IOD events have a significant effect of slowing down the development of typhoons. There is no difference in the ratio of the number of typhoons by category between the positive and negative IOD events. During the simultaneous occurrence of the El Niño and positive IOD events (La Niña and negative IOD events), the western North Pacific is a less (more) favorable environment for typhoon development than neutral years, and strong typhoons tend to develop after passing through such an environment for a long (short) period of time. In addition, typhoons that generated in the southeast of the western North Pacific during the simultaneous occurrence of the El Niño and positive IOD events tend to develop in a short period of time by passing through the more favorable environment such as higher sea surface temperatures. It is also considered that some of the typhoons developed over a longer period of time due to the effect of the La Niña and negative IOD events at the same time, just as the effect of the negative IOD event is to slow down the development of typhoons. The ratio of moderate to strong typhoons was increased (decreased) during the simultaneous occurrence of El Niño and positive IOD events (La Niña and negative IOD events).

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