西日本 (特に九州地方) では毎年のように線状降水帯の発生と持続によって甚大な豪雨災害が生じています。線状降水帯は海上から内陸に伸びる事例が多々ありますが、なぜ山岳などの地形がない海上で線状降水帯が局在化して発生するのか、そのメカニズムは依然として十分に解明されていません。本研究で、九州大学 大学院理学研究院の川村 隆一 教授、理学府 修士課程 2 年の西村 はるか 大学院生 (研究当時) 、熊本大学 大学院先端科学研究部の一柳 錦平 准教授、東京大学 生産技術研究所の芳村 圭 教授らの研究グループは、同位体領域気象モデルを用いた高解像度数値シミュレーションによって、九州豪雨の要因となった線状降水帯の再現実験を行い、水蒸気起源の情報から線状降水帯の発生をトリガーする支配的な力学プロセスを提唱しました。
梅雨前線低気圧に捕捉されて流入したアジアモンスーン起源の水蒸気と太平洋高気圧の西縁に沿って流入した水蒸気 (太平洋高気圧起源) が重なり合って非常に背の高い湿潤層が形成され、そこで線状降水帯が発生していることがわかりました。なぜ 2 つの水蒸気起源がマージする領域で線状降水帯が発生するのかについては、大気境界層過程が重要な鍵となりました。具体的には、太平洋高気圧起源の水蒸気の流入に伴い自由対流高度が 1.5 km より低い領域が北へ拡張する一方、梅雨前線低気圧の南側で水平気圧勾配が急激に緩むためエクマン収束による上昇流が誘起されます。両者が重なる領域では容易に積雲対流が生じることになります。この力学プロセスが梅雨前線の南方海上で局在化した線状降水帯の発生をトリガーしていることが明らかになりました。これらの知見は豪雨被害を軽減するための線状降水帯の発生予測の精度向上に資することが期待され、特に梅雨前線低気圧の発達や、その詳細な空間構造の精度の高い予測が求められていくことを示唆しています。
本研究成果は、2024 年 6 月 23 日 (日) に国際学術誌「Atmospheric Research」にオンライン掲載 (早期公開) されました (https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024.107544)。また本研究は JSPS 科研費補助金 (JP19H05696, JP20H00289, JP24H00369) の助成を受けました。
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