共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 雪崩災害予測のための降雪粒子自動観測および気象モデルとの比較
新規・継続の別 継続（R03年度から）
研究代表者／所属 富山大学学術研究部 都市デザイン学系
研究代表者／職名 准教授
研究代表者／氏名 濱田篤

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 稲津將 北海道大学大学院理学研究院 教授

2

 白川龍生 北見工科大学 准教授

3

 勝山祐太 森林総合研究所 任期付研究員

4

 佐藤陽祐 北海道大学大学院理学研究院 特任准教授

5

 川島正行 北大低温研

研究目的 温帯低気圧に伴う雲粒の付着が少ない降雪に起因する雪崩災害を予測するためには、気象モデルが降雪粒子の情報を正しく計算する必要がある。直接観測によるモデルの評価・検証が不可欠だが、降雪は測器への着雪を引き起こすため、降雪粒子の種類や雲粒付着の度合いを正しく、かつ、安定的に連続観測することは容易ではない。本研究では、降雪粒子を自動観測する測器を用いて、北海道の日本海側、太平洋側、および内陸の各気候を網羅する広域かつ多地点での観測を実施する。また、同様の測器を北海道内だけではく日本全国に展開するために、日本でも有数の豪雪地域である新潟県十日町市に設置し、着雪による観測障害を防ぐ種々の工夫を試験する。
　　
研究内容・成果 平成30年度において貴所との共同研究(18G010)のもとに開発を行った降雪粒子の自動観測装置を広域的かつ複数箇所に設置し、2022年・2023年冬季を通した連続観測をおこなった。設置場所は、北海道大学低温科学研究所、北海道旭川⻄高等学校(旭川市)、北見工業大学(北見市)、帯広畜産大学(帯広市)、苫小牧工業高等専門学校(苫小牧市)、および、森林総合研究所十日町試験地(新潟県十日町市)の合計6ヶ所である。この観測装置は、安価かつ簡便な測定原理ながらも、市販のものと同等以上の精度で観測が可能であり、広域展開に最適である。この観測により、日本の積雪地域の広い範囲における降雪粒子の空間数濃度と粒径・落下速度の頻度分布の1冬季間を通した連続的なデータ取得に成功した。前年度までに取得してきたデータと併せて、得られたデータは気象モデルの計算結果と比較した。この比較では、降雪粒子種のうち霰が全降雪量に占める比率に注目し、気象モデルによる計算結果の妥当性について検討した。気象モデルには理化学研究所開発のSCALEモデルを使用し、降雪粒子計算のスキームには、降雪粒子の質量と数濃度を予報する2モーメントスキームを使用した。その結果、気象モデルは、札幌および旭川における降雪に含まれる霰の比率の時間変動を凡そ再現していることが確認された。この結果は、国内学会、および、国際学会で発表した（近藤ほか2022、Kondo et al. 2022）。
新潟県十日町市における観測においては、着雪に対するヒーターや測器形状・素材の効果を検証した。測器には、滑雪性能の高いシートを貼り付け、測器の屋根に傾斜をつけることで可能な限り雪が自然落下するように設計した。また、テープ状のヒーターを降雪粒子の取込口付近と測器の屋根上端部にのみ貼り付けることで、小電力ながらも効果的に着雪した雪を自然落下しやすくなるようにした。以上の対策を施した測器を1冬季を通して設置した結果、大雪下においても安定して観測が可能であることを確認した。これにより、現在広域に展開している測器のメンテナンス頻度を減らすことができ、よりコストを抑えた観測継続が可能になると期待されるほか、本州のほかの豪雪地帯にも観測網を拡大することが可能となる。上述の成果に加えて、これまで行ってきた降雪粒子の自動観測装置の開発に関する複数の成果をまとめた解説を執筆し、日本気象学会の機関紙「天気」より発表した（勝山2022）。
　　
成果となる論文・学会発表等 近藤 誠，佐藤 陽祐，勝山 祐太，稲津 將，2022：北海道を対象とした降雪に対する霰寄与の変動要因に関する数値的考察．日本地球惑星科学連合2022年大会、千葉＋オンライン，2022年5月22日-6月3日．
Kondo， M.， Y. Sato， Y. Katsuyama， and M. Inatsu， 2022: A numerical study on the contribution of graupel to snowfall by a meteorological model evaluated with the in-situ measurements by a new type volume scanning video disdrometer. 16th Conference on Cloud Physics， Madison， WI， 08–12 August 2022.
勝山 祐太，2022：小型・軽量・安価なディスドロメーターの開発とそれを用いた観測的研究―2021年度 山本賞受賞記念講演―．天気，69，557–566.
濱田 篤ほか，2023：降水粒子撮像観測に基づく融解層付近の降水粒子の形態変化に関する統計解析．名古屋大学宇宙地球環境研究所2022年度研究集会，2023年3月23–24日．
辻 泰成ほか，2023：日本海海上におけるディスドロメータ及びGPM/DPR観測に基づく降水粒子微物理特性の統計解析．名古屋大学宇宙地球環境研究所2022年度研究集会，2023年3月23–24日．