[Japanese]
修士論文要旨(重嶋 悠佑)

寒気吹き出し時の濃尾平野における降雪の強化機構

重嶋 悠佑


濃尾平野では, 寒気の吹き出し時に若狭湾から流⼊し, 関ヶ原付近を通過する降雪雲によって降雪がもたらされる. 先⾏研究によって若狭湾から濃尾平野までの⼭岳地形によって降雪雲が強化されていること, 濃尾平野上空でも降雪雲が再発達することが報告されているが, その詳細なメカニズムは分かっていない. 本研究では, 寒気吹き出し時の濃尾平野における降雪の⼒学及び雲微物理的な強化機構を明らかにすることを⽬的とする. この⽬的のために, 本研究では雲解像モデル CReSS を⽤いて, 2010 年以降に名古屋で積雪 10 cm 以上を記録した3事例を対象に再現実験を⾏い, 濃尾平野周辺の⼒学場や雲微物理的特徴を解析した.

2014 年 12 ⽉ 17 ⽇から 18 ⽇の事例と 2011 年 1 ⽉ 16 ⽇の事例では濃尾平野上空で, 鈴⿅⼭脈と両⽩⼭地によって発⽣した⾵下⼭岳波が明瞭に確認できた. ⾵下⼭岳波の上昇流域で雲⽔混合⽐が増加しており, 雪と霰の混合⽐も増加していた. ここで雲粒捕捉過程や昇華凝結過程によって成⻑した雪が, ⾵下⼭岳波の下降流域まで⽔平⾵で移流され, 下降流域で降⽔の極⼤を形成していた. また, 濃尾平野上空のスコーラーパラメータを調べた結果, ⾼度 4 km までの範囲で⾵下⼭岳波が発⽣しやすい環境場であった. 次に鈴⿅⼭脈による⾵下⼭岳波の効果を確認するために, 鈴⿅⼭脈を取り除いた感度実験を⾏った. 感度実験では, 名古屋における降⽔量が減少し, 鈴⿅⼭脈による⾵下⼭岳波の上昇流と下降流も⼩さくなっていた. この結果, 鈴⿅⼭脈による⾵下⼭岳波は名古屋における降⽔量の 1/2 程度を強化していることが明らかになった. 濃尾平野における⾵下⼭岳波による降雪の強化はこれまでの先⾏研究では指摘されておらず, 本研究で初めて明らかになった.

2012 年 2 ⽉ 2 ⽇の事例では若狭湾から濃尾平野にかけて帯状の降⽔域が⾒られ, 同様の位置に収束帯も⾒られた. 本研究ではこの収束帯を若狭-濃尾収束帯 (WNCZ) と命名した. 濃尾平野上空では, WNCZ 南⻄側の相対的に暖かく湿った⻄北⻄⾵が, 北⻄側の相対的に冷たく乾燥している北⻄⾵に乗り上げる構造となっていた. この2つの空気塊の境界で上昇流が発⽣し, 凝結物が成⻑することで濃尾平野における降雪を強化していることを⽰した. WNCZ 北東側では, 降⽔粒⼦の昇華蒸発によってコールドプールが形成され, WNCZ に伴う収束を強化していることが明らかになった. また, WNCZ は若狭湾付近で⽇本海寒帯気団収束帯(JPCZ)と接続する形となっていた. さらに, 雲微物理過程を考慮しない感度実験と⽇本列島の地形を取り除いた感度実験により, WNCZ の形成には JPCZ が寄与していることが⽰唆された.



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[English]

Mechanisms of Snowfall Enhancement in the Nobi Plain during Cold Air Outbreaks

Yusuke Shigeshima


In the Nobi Plain, snowfall events were brought about by band-shape snow clouds flowing from Wakasa Bay during cold air outbreaks. Previous studies have shown that these snow clouds are enhanced by the mountainous between Wakasa Bay and the Nobi Plain and also develop over the Nobi Plain. However, the detailed mechanisms of this phenomenon remain unclear. The purpose of this study is to clarify the dynamical and microphysics mechanisms of snowfall enhancement over the Nobi Plain. This study analyzed the result of numerical simulations for three cases in which accumulated snowfall amount exceeded 10 cm at Nagoya City.

In the from December 17 to 18, 2014 and January 16, 2011, cases, lee waves generated by the Suzuka Mountains and Ryohaku Mountains clearly analyzed over the Nobi Plain. In the ascending regions of the lee waves, cloud water is formed, as a result, snow also increased by deposition and riming growth and advected by northwesterly winds with descending over the Nobi Plane, precipitation maxima are formed in the descending regions of the lee waves. The Scorer parameters over the Nobi Plain was analyzed, revealing that the atmospheric environment was favorable for the formation of lee waves up to an altitude of 4 km. To further investigate the effect of lee waves generated by the Suzuka Mountains, sensitivity experiments were conducted by removing the Suzuka Mountains. In these experiments, precipitation in Nagoya decreased, and the updrafts and downdrafts associated with the lee waves generated by the Suzuka Mountains were also weakened. These results indicate that the lee waves caused by the Suzuka Mountains enhanced precipitation in Nagoya by approximately 50%. Sensitivity experiments removing the Suzuka Mountains revealed that the lee waves caused by the Suzuka Mountains enhanced precipitation in Nagoya by approximately half. What was clarified for the first time in this study is the enhancement mechanisms of snowfall events contributed by lee waves in the Nobi Plain, which had not been pointed out in previous studies.

In the February 2, 2012, case, a band-shaped precipitation zone with low-level convergence extending from Wakasa Bay to the Nobi Plain (Wakasa-Nobi Convergence Zone; WNCZ) was analyzed in the simulation results. Relatively warm and moist west- northwesterly winds ascend relatively cold and dry northwesterly winds along the low-level convergence zone. Updrafts along the convergence grew condensates (cloud water, snow), as a result, snowfall enhances in the Nobi Plain. The cold pool in the lower layer on the northeastern side of the WNCZ contributes to the maintenance and intensification of the WNCZ. Sensitivity experiments without cloud microphysical processes and those removing the terrain of the Japanese Islands suggested that the formation of the WNCZ was closely related to the Japan Sea Polar airmass Convergence Zone (JPCZ).

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