豪雨による雷の発生頻度はなぜ変わる?スパコン「富岳」で導き出した答え

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北海道大学大学院の佐藤陽祐特任准教授らは気象庁気象研究所と共同で、豪雨に伴う雷について発生頻度の違いをもたらす原因を解明した。理化学研究所のスーパーコンピューター「富岳」で雷を直接シミュレーションすることに成功し、積乱雲の高さの違いとそれに伴うあられの分布によって雷頻度が異なることを示した。電気設備への被害などにつながる雷の予測精度向上に寄与する。

2017年の九州北部豪雨と18年の西日本豪雨は、どちらも梅雨末期の梅雨前線による豪雨だが、九州北部豪雨では高頻度で雷が鳴り、西日本豪雨では雷はほとんど観測されなかった。こうした雷頻度の違いがなぜ起こるかは不明だった。

現行の天気予報では雷を直接計算せず、観測結果などから統計的・経験的に雷の可能性を見積もっている。そのため、事例ごとに異なる雷の特性の違いを調べられなかった。

そこで研究グループは、雲内部の電荷と雷を直接計算する雷モデルを理研の気象モデルに実装した「気象雷モデル」を開発。富岳を用いて九州北部豪雨と西日本豪雨に伴う雷頻度を数値シミュレーションで再現した。

その結果、豪雨をもたらした積乱雲の高さに違いがあり、それに伴って雲の中のあられの量とあられが分布する高度が異なっていたことが分かった。

九州北部豪雨では背の高い雲の内部で、電荷発生につながるあられが高い高度まで多く分布していた。

一方、西日本豪雨では雲の背が低かったために、あられ量が少なく、雲内部の電荷が大きくならず、雷が少なかった。

日刊工業新聞2021年9月9日

キーワード
富岳 北大 気象庁

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