2017年および2018年の7月に日本において発生した豪雨期間の降雨特性およびその環境条件

Abstract

2017年および2018年の7月、日本において豪雨が発生し、甚大な被害が生じた。本研究は、現業気象レーダーおよびメソスケール解析値を用いて、2017年・2018年の豪雨事例を対象に、その降雨特性と環境条件を調べた。自動アルゴリズムにより、降水雲システムを1つの弱い降雨タイプ（降雨強度が10mm h⁻¹未満）と4つの強い降雨タイプ（降雨強度が10mm h⁻¹以上）に分類した。強い降雨タイプは、準停滞性対流群（QSCC）・伝播性対流群（PCC）・短寿命対流群（SLCC）・その他の未組織化の対流雲の4つである。弱い降水による全降水量に対する寄与は多くの領域で支配的であるものの、豪雨が発生した地域では強い雨による降水量の寄与は弱い雨の場合よりも大きくなることが分かった。強い降水タイプの中では、SLCCによる降雨がQSCCやPCCによる降雨よりも多く、一方、未組織化対流雲による雨量の寄与は小さい。解析結果から強調すべき点は、組織化した降水系（面積が200km²以上）による強い雨の寄与は豪雨発生域で大きくなる、ということである。各降水タイプの発生環境条件を調べたところ、水蒸気量の違いという点で2017年の場合よりも2018年の場合のほうがより不安定であり、時系列で見ても、降水タイプと可降水量・鉛直シアーといった環境条件との間で明瞭な関連性があることが分かった。可降水量と中上層の相対湿度の双方が、本研究で対象とした豪雨の発生環境条件として重要であることが示された。また、降水タイプの特性と環境条件をQSCCの気候値と比較した。

In July of 2017 and 2018, heavy rainfall events occurred, leading to significant damage in Japan. This study investigated the rainfall characteristics and environmental conditions for these heavy rainfall events using rain intensity data from operational weather radars and mesoscale analysis data. An automatic algorithm was developed to categorize precipitating cloud systems into five types, one with weaker rainfall (less than 10 mm h⁻¹) and four with stronger rainfall (greater than or equal to 10 mm h⁻¹), i.e., quasi-stationary convective clusters (QSCCs), propagating convective clusters (PCCs), short-lived convective clusters (SLCC), and other convective but unorganized rainfall. The rainfall amount due to the weaker rainfall was found to dominate the total rainfall in most of the analysis region; however, the contribution from the stronger rainfall types became larger than that from the weaker rainfall type in regions that experienced heavy rainfall. Among the stronger rain types, SLCCs dominate over the rainfall contributions from QSCCs or PCCs, whereas rainfalls from convective but unorganized systems are very minor. It was emphasized that the contribution from stronger rains due to organized systems with areas of 200 km² plays a major role in regions with significant amounts of rainfall during the heavy rainfall events examined here. The examination of the environmental conditions for the development of each system demonstrated that, from the viewpoint of moisture content, the stability conditions were more unstable in 2018 than in 2017. There is also a clear linkage in the time series between rainfall types and the environmental properties of precipitable water and vertical shear. It was found that both the column moisture content and the middle-to-upper-level relative humidity characterize the environmental conditions for the occurrence of the present heavy rainfall events. Features of the rainfall types and their environmental conditions were compared with the QSCC climatology.