レ-ダ-出力を気象解析に組み込んだ豪雪及び融雪出水災害の予測法に関する研究

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本研究補助金では以下の項目について研究を行った。(1)山地流域における降雨の時空間分布特性、(2)レ-ダ-雨量計と気象の物理モデルを組み合わせた降雨の短時間予測モデルの開発、(3)分布形降雨流出予測モデルの開発とその精度向上。これらの成果を以下に記す。 研究代表者によって標高100〜1300mまでの山地流域における降雨の時空間分布の観測が行われた。これにより月単位〜一雨の総降雨量などは全て標高と共に線形に増加しているのに対して観測期間中の時間最大降雨強度は標高に関わらずほぼ一定の値を示していた。また一雨降雨のなかにおいても降雨強度は5分程度の変動と20ー40分程度の時間スケ-ルを有する変動が存在すること等を見いだしている。次に既に研究分担者らが開発している3次元レ-ダ-情報から水蒸気相変化量を推定する手法について、ブライトバンド高度より上空に関しても適用可能となるように発展させるとともに、本手法が有効となる時空間スケ-ルを明かとした。さらに3次元レ-ダ-情報から推定した水蒸気変化量を既知として、高層観測デ-タ-から得られる水蒸気の鉛直分布を境界条件とした数値計算を行い、算定される水蒸気の3次元分布に負値が生じないことで、本手法の定性的有効性ばかりでなく定量的有効性をも示した。次に洪水分布の主要な支配要因である地形性上昇域を、大気の3次元数値モデルにより算定する手法を示し、両者の組み合わせて、全国主要河川18流域の豪雨分布を推定した。さらに雨水、雲水量の他に氷晶、降雪の物理機構を内包したHobbsモデルを用いた降雨雪のシミュレ-ションを行い、雲物理の徴物理過程に関する研究を行った。一方このような豪雨分布を反映しうる流出モデルとして、実用的で、様々な水文素過程を取り入れ得る拡張性を有する流出モデルを開発した。これは、国土数値情報標高デ-タより得られる擬河道網を介入してKinematic Wave法で追跡計算される直接流出成分と、貯留関数による基底流出成分からなる分布型流出モデルであり、モデルシミュレ-ションにより雨域の偏りや移動が流出へ与える影響が明らかにされた。