[Japanese]
修士論文要旨(島岡 侑亮)
台風に伴う大気の河がもたらす大雨の形成過程
島岡 侑亮
台風は毎年、日本に接近・上陸し、大雨や暴風、高潮、土砂災害を発生させ、甚大な被害をもたらす。台風は中心付近を囲むアイウォール、それを囲む内側降雨帯、外側降雨帯で大雨をもたらす。さらに、台風本体から離れたところで発生する大雨に大気の河(Atmospheric River)によるものがある。大気の河は、水平方向に細長く伸びた水蒸気の流れである。台風に伴った大気の河については、これまで指摘されておらず、台風との関連性についても明らかになっていない。しかし、大気の河を伴った台風によって台風本体から離れた地域でも大きな被害が出るほどの大雨をもたらすことがあり、その発生メカニズムを調べることは重要である。
学部卒業研究では、台風 TALAS(2011)の本体によって紀伊半島に一週間で2000 mm を超える大雨がもたらされたことについて、台風 TALAS の移動速度が遅かったこと、日本本土上陸後の台風のスパイラル状の降雨帯の崩壊によって、台風が温帯低気圧の性質を帯びはじめ、紀伊半島の南側の海上で対流不安定な状態が形成され、また下層収束が起こることで対流活動が活発化したことが原因であるとまとめた。しかし、台風 TALAS による大雨は、台風本体が通過した紀伊半島から離れた静岡県付近でも見られた。本研究では 、雲解像モデル Cloud Resolving Storm Simulator (CReSS)によるシミュレーションにより、台風 TALAS に伴った大気の河が静岡県付近での大雨にどのように影響を与えたかを考察する。
CReSS による再現実験において、日本の本土上陸前では、台風本体がスパイラル状の降雨帯を保っていたが、上陸後に崩れていき、紀伊半島の降水が激しくなっている様子が再現された。一方で静岡県では、上陸前から台風本体の大雨ではなく、 上陸後は伊豆半島の狭い範囲で降水が激しくなっており、台風TALAS(2011)に伴っている大気の河は、日本上陸以降、静岡県付近に南北方向に接続している。静岡県で積算 1000 mm を超える大雨がもたらされた形成の過程として、下層で相当温位の高い空気塊が静岡県南部の海上の収束により、対流が引き起こされ、また、下層の高相当温位の空間塊が全層で静岡県に流れ込み、静岡県上空の不安定な層と、静岡県の山岳地形の障壁による上向きの風によって空気塊が強制的に自由対流高度より上に持ち上げられ、激しい積乱雲が次々と発達している環境ができたと考えられる。
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[English]
Formation Process of Heavy Rainfall in the Landfalling Region of Atmospheric Rivers Associated with Typhoons
Yusuke Shimaoka
Typhoons approach and make landfalls in Japan every year, causing heavy rain, strong winds, storm surges, and landslides, causing extensive damage. Typhoons have heavy rain in the eyewall surrounding the center, the inner rain band surrounding it, and the outer rain band. Furthermore, there is an atmospheric river in heavy rain that occurs far away from the typhoon itself. Atmospheric rivers are elongated horizontal streams of water vapor. Atmospheric rivers that accompany typhoons have not been pointed out so far, and their relationship with typhoons has not been clarified. However, typhoons accompanied by atmospheric rivers can bring heavy rain that can cause significant damage even in areas far away from the typhoon itself, so it is important to investigate the mechanism behind this occurrence.
In my undergraduate graduation research, I studied that the main part of Typhoon TALAS (2011) brought heavy rain of over 2000 mm to the Kyi Peninsula in one week, that the typhoon TALAS moved slowly, and that the typhoon's spiral-shaped rainfall after landfall over the Japanese mainland. Due to the collapse of the rainband, the typhoon began to take on the characteristics of an extratropical cyclone, creating unstable convective conditions over the sea south of the Kii Peninsula, and convective activity increased due to lower-level convergence. However, heavy rain caused by Typhoon TALAS was also observed in Shizuoka Prefecture, which is far from the Kii Peninsula, where the typhoon passed. In this study, we examine how the atmospheric rivers associated with typhoon TALAS caused heavy rain in Shizuoka Prefecture through simulations using the cloud-resolving storm simulator (CReSS).
In a simulation experiment using CReSS, the typhoon itself maintained a spiral-shaped rain band before it made landfall over the Japanese mainland, but it collapsed after the landfall, reproducing the situation where the precipitation intensified on the Kii Peninsula. On the other hand, in Shizuoka Prefecture, the typhoon did not cause heavy rain before landfall, but after the landfall, the rain became heavier in a narrow area of the Izu Peninsula, and the atmospheric rivers accompanying Typhoon TALAS (2011) have been changing since the typhoon made landfall in Japan, connected north to south near Shizuoka Prefecture. The formation process that brought about heavy rain exceeding 1000 mm cumulatively in Shizuoka Prefecture is that air masses with a high potential temperature in the lower layer converge over the sea in the southern part of Shizuoka Prefecture, causing convection, and The air mass flows into Shizuoka Prefecture at all levels, and the air mass is forcibly lifted above the free convection altitude by the unstable layer above Shizuoka Prefecture and the upward wind caused by the barrier of the mountain topography of Shizuoka Prefecture. It is thought that an environment was created in which intense cumulonimbus clouds developed one after another.
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