Understanding the role of hailstones in severe storms by the combined use of satellite observations and high-resolution atmospheric simulations

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本年度は衛星観測データを集めるとともに、雹を予測した全球シミュレーション結果の解析を実施した。昨年度から引き続き実施している数値シミュレーションには雹を形成している衝突成長メカニズムに問題があることが分かり、本年度は衝突成長の改善を実施した。まず初めに、雹の予測を行った全球シミュレーション結果(EXPhail)と、雹を予測しない全球シミュレーション結果を比較したところ(EXPCTL)、EXPhailではより強度が非常に高い豪雨の頻度が増えることが確認された。このことから、極端現象と呼ばれるような豪雨を再現するためには、雹の予測が効果的であることが示唆される。ただし、そのような豪雨の頻度は非常に少なく、全球実験を行うことでようやく統計的なふるまいを理解することが可能であった。数値モデルの雹の特性を詳細に調べるため、衛星降雨レーダー観測とEXPhail実験の衛星シミュレータ結果の比較を実施した。結果、EXPhailの雪の粒子サイズが小さく、あられや雹といった高密度の粒子もサイズが小さくなっていることが分かった。このことから、シミュレーションが表現している雹は、人間社会に被害をもたらすような大きな氷の塊とは異なり、小さな氷粒になってしまっている問題点が浮き彫りになった。雹は雨の凍結と、凍結粒子と雨の衝突によって成長していることが知られている。つまり、モデル内では、凍結粒子が小さく、それと衝突する水粒子もまた小さいということが考えられる。そこで、小さな粒子の衝突を阻害し、選択的に大きな粒子から雹を形成する物理過程「衝突・固着効率」の理論モデルを導入した。次年度以降、このモデリングによって雹の形成をより現実的に評価することを検討している。