公募研究

東シナ海の大気海洋変動に伴う集中豪雨発生のメカニズム解明

研究代表者	山田広幸# (琉球大学・教授)
研究協力者	伊藤耕介# (京都大学・准教授)、坪木和久# (名古屋大学・教授)、篠田太郎# (名古屋大学・准教授)、加藤輝之# (気象庁気象研究所・部長)、和田章義# (気象庁気象研究所・室長)、林昌宏# (気象庁気象研究所・研究官)、平野創一朗# (琉球大学・ポスドク研究員)
［学位:*海洋学，#気象学］

梅雨期に発生する線状降水帯は集中豪雨をもたらし、甚大な災害を及ぼすことがある。近年は地球温暖化に伴う海面水温の上昇により、集中豪雨のリスク増大が懸念されており、その予測精度の向上に対する社会的要請が高まっている。九州における線状降水帯の発生には、東シナ海上を吹く暖かく湿った南西風による水蒸気の流入が関係する。また、集中豪雨には日周変動があり、特に明け方の頻度が高いことがわかっている。しかし、南西風の変動を支配する物理的なメカニズム、特にその日周特性を決める要因はわかっていない。

本研究課題では、東シナ海の海面と結合した総観規模の大気循環が、集中豪雨の発生に寄与するとの仮説を立てた。この循環は、海面付近の南西風と、対流圏上層の北寄りの風により構成される。その駆動には、海面からの熱・水蒸気供給と、上空の雲からの放射冷却による、熱力学サイクルが関与すると考える。上空の雲による放射冷却は日変化を伴うので、これが大気循環の日周変動に関係するのではないかと予想する。

この大気循環の日周変動を捉えることを目的とし、本研究では南西諸島において高頻度（1日4回または8回）のラジオゾンデ高層観測を実施する。2022年には台湾とその周辺で梅雨前線を対象とした国際共同観測プロジェクト「PRECIP」が実施されるので、本研究の高層観測は与那国島で実施する。2023年には宮古島での実施を計画する。これに加え、静止衛星「ひまわり8 号」によって2.5分間隔の高頻度雲画像から得られる大気追跡風を用いて、大気循環の日周変動の実態を明らかにする。さらに、この観測データをもとに、東シナ海とその周辺を対象に、大気海洋結合モデルを用いた数値シミュレーションを実施し、大気循環の短時間変動による集中豪雨の発生メカニズムを明らかにする。本研究の成果は、集中豪雨の発生メカニズムの解明に革新的な進歩をもたらし、予報精度の向上と災害の軽減に貢献すると期待する。