【研究者】
電気通信大学 大学院情報理工学研究科 芳原 容英 教授
【研究テーマ】
ICT技術を用いた極端気象の監視と予測
【研究期間】
2021.4.1 ～ 2023.9.30
【研究報告サマリー】
本調査研究では、国内で発生した極端気象イベントについて、ICT技術を駆使して得られた極端気象前後の高い時空間分解能を有する気象レーダおよび、国内をカバーする日本トータル雷観測ネットワークの観測データから、豪雨や突風に関連する雷雲の特徴を詳細に調査するとともに、データ融合と機械学習技術を用いて、極端気象の発生予測モデルを構築し、その評価を実施した。
まず事例解析結果として、降雹をもたらす雷雲は、高密度霰の急速な増加後、それらが雹に変化し、雨として地上に降る様子が、極めて高い時空間分解能で確認された。また、降雨のピークは降雹の増加量のピークに時間的に先行している様子が観測された。さらに、豪雨をもたらす雷雲では、地上への豪雨発生前に、高高度の降水コアの発達と時空間的同期した雲雷の発生が示された。
次に、突風及び豪雨現象を伴った雷嵐と伴わなかった雷嵐それぞれの雷・降水活動に関する特徴量についてランダムフォレストによる機械学習を実施し、突風や豪雨を伴う雷雲か否かの予測分類を行った。その結果、いずれも現業の予測では用いられていない雷放電データを気象レーダデータと融合することで、極端気象の発生予測精度の向上を示す結果が得られた。
【本助成にかかわる成果】
- Debrupa Mondal, Yasuhide Hobara, Hiroshi Kikuchi, Jeff Lapierre, Total lightning distribution and heavy rainfall characteristics associated with multicellular thunderstorms, 35th URSI General Assembly and Scientific Symposium (URSI GASS 2023), Sapporo, Japan
- D. Mondal,Y. Hobara, H. Kikuchi, and J. Lapierre, Thunderstorms and Total Lightning Characteristics Causing Heavy Precipitation in Japan : A Case Study, The Radio Science Bulletin No 378 ,September 2021
- Hiroshi Kikuchi, Eiichi Yoshikawa, Yoshitaka Nakamura, Takeshi Morimoto, Tomoo Ushio, and Yasuhide Hobara, High temporal resolution observations of precipitation cores with Dual polarized phased array weather radar and LF band lightning location system, 17th International Conference on Atmospheric Electricity, Tel Aviv, Israel, 2022
- 宮下志保, 芳原容英, 菊池博史, Jeff Lapierre，Elizabeth DiGangi, トータル雷および気象データの機械学習を用いた国内突風現象の発生予測, 大気電気学会誌, 17, 1, pp21-22, 2023
【本研究内容による受賞】
- Debrupa Mondalさん（電気通信大学情報・ネットワーク工学専攻博士後期１年）が、2022年９月１日（木）から２日（金）に中央大学で開催された2022年 URSI 日本電波科学会議（URSI-JRSM 2022）において、URSI-JRSM 2022 Student Paper Competition にて最優秀賞（1st prize）を受賞しました。
- 第101回研究発表会（2023年1月開催）での学生発表表彰 ●宮下 志保さん（電気通信大学） 「トータル雷および気象データの機械学習を用いた国内突風現象の発生予測に関する研究」 ほか
【本助成についての感想】
この度は長期に渡り本調査研究に助成をいただき、誠にありがとうございました。
コロナ禍の中で多くの計画変更が生じたにもかかわらず、都度丁寧にご対応いただきました財団の担当者様にも心よりお礼申し上げます。本助成にて得られた知見を今後の研究の更なる飛躍の糧とするとともに、減災という形で広く社会に還元できますよう努めてまいります。重ねましてお礼申し上げます。
