令和2年7⽉熊本豪⾬をもたらした⽔蒸気の起源と履歴を解明

• 令和２年７⽉豪⾬（以下「熊本豪⾬」）では、線状降⽔帯の発⽣と⻑時間の持続が甚⼤な災害をもたらした。しかし、線状降⽔帯の発⽣・維持のメカニズムは、依然として⼗分に解明されていない。そのメカニズムを紐解くには、従来とは全く異なる観点でのアプローチが求められる。
• 本研究では、⽔の同位体分別の過程を組み込んだ同位体領域気象モデル（IsoRSM）による数値シミュレーションから、線状降⽔帯で凝結する多量の⽔蒸気の流⼊過程とその履歴を明らかにすることで、線状降⽔帯の新しい描像を得ることに成功した。
• ⽔蒸気の動態を特徴づける同位体分別の情報から、線状降⽔帯の上流側（⼤陸上）の⽔循環過程の予測精度がないと、線状降⽔帯の降⽔量予測の精度向上も困難であることが⽰唆された。また、本研究の⼿法は、予測精度の検証への活⽤も期待される。

　梅⾬期の九州地⽅では、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。ところが、線状降⽔帯予測の現状は不⼗分であり、その理由として線状降⽔帯⾃体の発⽣・維持のメカニズムが依然として解明されていないことにあります。本研究で、九州⼤学⼤学院理学研究院の李肖陽助教、川村隆⼀教授、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の研究グループは、⽔の同位体分別の過程を組み込んだ同位体領域気象モデル（IsoRSM）(注１）を⽤いた⾼解像度数値シミュレーションによって、熊本豪⾬の要因となった線状降⽔帯の再現実験を⾏い、同位体分別の情報から線状降⽔帯形成の新しい描像を得ることに成功しました。
　熊本豪⾬の線状降⽔帯は主に、湿潤アジアモンスーン地域から⻑距離にわたって輸送され⾃由⼤気経由で流⼊した⽔蒸気（アジアモンスーン起源）と太平洋⾼気圧の⻄縁に沿って⼤気境界層経由で流⼊した⽔蒸気（太平洋⾼気圧起源）の凝結によって形成・維持されていることがわかりました。前者は全体の凝結量の57%、後者は32%を占め、この熊本豪⾬をもたらした線状降⽔帯の構成要素の89%を説明することができます。また線状降⽔帯の北側を構成するアジアモンスーン起源の⽔素同位体⽐は低くd-excess(注2）は⾼い⼀⽅、南側を構成する太平洋⾼気圧起源の⽔素同位体⽐は⾼くd-excess は低いという⾮対称構造が明らかになりました。対照的な同位体情報から線状降⽔帯の特異な⽔蒸気の履歴（history）が判明しました。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降⽔量予測の精度向上に資することが期待されます。特に⼤陸上の複雑な⽔循環過程がアジアモンスーン起源の⽔蒸気の流⼊量と流⼊⾼度を左右するため、その過程を詳しく調べていく必要があります。
　本研究成果は、2023年3⽉1⽇(⽔)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。また本研究はJSPS 科研費補助⾦（JP19H05696, JP20H00289）の助成を受けました。

(注1) 同位体領域気象モデル（IsoRSM）
領域気象モデル（RSM）において⽔物質について計算する各物理プロセスに同位体過程が組み込まれた数値モデルです。凝結や蒸発時の同位体分別（平衡分別と動的分別）などが考慮されています。
(注２) d-excess
⽔素同位体⽐と酸素同位体⽐から求められる指標で、主に⽔が蒸発した時の環境を反映しているため、降⽔の元になっている⽔蒸気の起源を診断するトレーサーとして利⽤されています。

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掲載誌：Atmospheric Research
タイトル：Moisture sources and isotopic composition of a record-breaking heavy Meiyu-Baiu rainfall in southwestern Japan in early July 2020
著者名：Xiaoyang Li, Ryuichi Kawamura, Kimpei Ichiyanagi, Kei Yoshimura
DOI：10.1016/j.atmosres.2023.106693

理学研究院　川村 隆⼀　教授