梅雨末期の降水

　前回の記事では、今年(2024年)６月の山形県内の降水量が平年よりも低かったことを紹介しました。

　暦は７月に入り、梅雨前線も日本海まで北上してきました。この影響で、山形県でも昨日(8日)と今日(9日)と２日連続でまとまった降水が見られました。

　左は昨日(8日)の6時～12時の6時間降水量の分布です。梅雨前線が日本海から東北地方に延びており、この前線に向かって暖かく湿った空気の流入が顕著となりました。このため、前線付近の対流が活発となり、山形県内でも強い雨となりました。これで、水不足は緩和されるのでしょうか。

　右は本日(9日)の6時～12時の山形県内の6時間降水量の分布です。新潟県村上市から山形県の庄内・最上地方にかけて、まとまった雨が観測されました。新潟県村上市付近では朝日連峰、山形県最上町付近では奥羽山脈に沿うような形で降水量の極大域が形成されています。土砂災害や河川の増水などにも注意が必要です。

　続いて、本日(9日)の気象場のポイントを見てみましょう。梅雨前線が日本海にあって、東西に長く延びています。また、南西からの暖かく湿った空気（高相当温位）が太平洋高気圧の縁辺に沿って北上し、梅雨前線に持続的に流入しました。上空の気圧の谷の影響も加わり、前線付近では対流が活発となりました。

　梅雨末期は、急な強い雨や大雨のおそれもあるので、最新情報の確認を心掛けましょう。まずは、お手持ちのスマホに「お天気アプリ」をインストール、またPCを使用される方は「お天気サイト」を幾つかブックマークに入れておきましょう。

続・2024年1月は少雪傾向

　前回の記事「2024年1月は少雪傾向」の続きです。

　今度は山形県内の5地点における12月と1月の降雪量に関して、平年値（1991～2020年）と今季の比較を行いました。この結果、いずれの地点も今季は平年値を下回っていました。特に、朝日連峰にある肘折では「平年値の5～6割程度」と顕著な少雪となっています。水不足など、今後の影響が気になる所です。

　また、上記5地点の平年（1991～2020年）の月降雪量の変動は次の箱ひげ図のようになります。このグラフと比べると、今季は平年の「第一四分位点」以下となる所が多く、下方の「外れ値」の水準となる所さえありました（平年の変動範囲の25パーセンタイル以下）。

　上空にも目を向けてみましょう。平年（1991～2020年）と今季（2024年）1月の850と500hPa面における気温分布（秋田）を「箱ひげ図」の形で比較しました。今季は、一時的な寒気南下もありましたが、全体的に「上方シフト」の傾向でした。

　そこで念のため、1月の850hPa面気温の平均値について統計的仮説検定（z検定）を試みた結果、有意差（今季＞平年）が見られました。この上方シフトは「偶然ではなく必然」と言うことです。

　やはり「1月は暖冬・少雪だった」と言うことですね。

2023年12月の傾向(山形県)

　先日の記事「2023年12月の傾向(新潟県)」と同様に、山形県における「2023年12月の平均気温と降雪量の推移」を25日まで調べてみました。

　概ね5日～17日頃までは平年より高温傾向で推移しました。その後、平年より低温傾向に転じると顕著な降雪となりました。4地点のグラフからは、17日頃を境に傾向が大きく変わっているのが見て取れます。

　
　過去の記事「2023年12月の傾向と背景」でも述べたように、12月前半は偏西風のリッジ位相が卓越したものの、後半はトラフ位相が進んできたことで寒気の南下が顕著に現れました。

　そこで、平年(1991～2020年)と昨年(2023年)12月の高層850hPa面における気温分布（秋田）を「箱ひげ図」の形で比較しました。箱ひげ図は４つ並んでいます。左から順に、平年の09時、21時、昨年の09時、21時です。この結果、昨年12月の気温は09時、21時共に「平年よりも高めの傾向」が見られた一方、その範囲は「平年の変動の範囲内」に収まっていました。

　続いて、850hPa面気温の平均値について統計学的検定を試みました。まずは、平年と昨年の各々について、09時と21時を一まとめにして「2標本(2群)検定」に持ち込みます。ここで、各標本(群)ともに標本の大きさは十分に大きいことから「大標本」と見做すことができます。

　従って、標準偏差σを標本標準偏差s（不偏分散の正の平方根）で代用した「z検定」を行いました。この結果、有意差(2023年＞平年)が見られました。

今年(2023年)の８月は「記録的猛暑」だった。

　先日(8月25日)の記事「今年(2023年)の猛暑を甘く見てはいけない」でも述べましたが、今年の8月は「猛暑日」が頻発しました。

　山形県内４地点(酒田・新庄・山形・米沢)における８月の日最高気温の推移(1976～2023年)を調べました。日最高気温は「猛暑日」「真夏日」「夏日」「夏日未満」の４階級に分け、各々の出現回数を表示しています。今年(2023年)は「夏日」が各地とも「1日だけ」ありましたが、残りは「真夏日」と「猛暑日」でした。

　ちなみに、８月の山形県内の熱中症による救急搬送状況は下記の通りです。今年(2023年)の8月の暑さの影響の大きさがうかがえます。

・2023年：523名 (7/31 - 8/26) ※速報値
・2022年：139名 (8/ 1 - 8/31)
・2021年：238名 (8/ 1 - 8/31)
・2020年：387名 (8/ 1 - 8/31)
・2019年：447名 (8/ 1 - 8/31)
・2018年：196名 (8/ 1 - 8/31)
・2017年：103名 (8/ 1 - 8/31)
・2016年：177名 (8/ 1 - 8/31)
・2015年：142名 (8/ 1 - 8/31)
・2014年：167名 (8/ 1 - 8/31)

【出典】総務省消防庁のホームページ(2023年09月05日・閲覧)
救急搬送状況 令和5年の情報
過去の全国における熱中症傷病者救急搬送に関わる報道発表一覧


　続いて、山形県内４地点(酒田・新庄・山形・米沢)における８月の降水量の推移(1976～2023年)を調べました。年毎にバラツキはありますが、「今年(2023年)の降水量が少なかった」ことは明らかです。前年(2022年)とのコントラストが顕著です。また、各地の今年(2023年)8月の降水量を平年値と比較してみると、次のようになります。

・酒田：13.0mm (平年値：205.6mm，平年比： 6.3%)
・新庄：53.0mm (平年値：196.4mm，平年比：27.0%)
・山形：60.5mm (平年値：153.0mm，平年比：39.5%)
・米沢：57.5mm (平年値：151.4mm，平年比：38.0%)

　今年(2023年)8月の降水量は、平年の４割に満たないことが判ります。

7月の日最高気温の推移

　今年(2023年)は梅雨明けしてから、非常に厳しい暑さが続いております。その背景については、グローバルな視点から前回の記事でも触れました。

　フィリピン付近の対流が活発で太平洋高気圧が強まりやすい傾向（正のPJパターン？）であり、さらに台風などの影響も加わって、特に「暑さ」が増す傾向にあります。

　そこで今回はローカルの視点で、山形県内４地点（酒田・新庄・山形・米沢）の7月の日最高気温の推移（1976～2023年）を調べてみました。グラフでは、日最高気温を「猛暑日」「真夏日」「夏日」「夏日未満」の４階級に分け、各々の出現比率（100%が31日に相当）を表示しています。

　この結果、「夏日未満」の出現比率（日数）は年を追って減少する傾向がある一方、近年は「猛暑日」がより現れやすくなっている様子が窺えます。

2023年02月の降雪傾向（山形県）

　今回は、2023年1月に続き、2023年2月の山形県内の気象を振り返ってみます。

　まずは、山形県の今年2月の積算降雪量を平年値と比較しました(第1図)。積算値の「極大域の位置」は平年とほぼ同様でした。一方、積算値の「大きさ」を見ると、平年よりも50cm程度少ない傾向が見られました。

第1図・2月の積算降雪量

　さらに、山形県内の地点毎に2月の旬別降雪量を今年と平年値で比較してみました(第2図)。酒田・山形は、上旬は平年よりも多く、中・下旬では平年より少ない傾向が見られました。一方、新庄・米沢は、上・中旬は平年より少なく、下旬はほぼ平年並みの傾向が現れました。また、その他の地点では、上・中・下旬を通して、平年より少ない傾向を維持しました。

第2図・2月の旬別降雪量（旬毎・地点別）

　続いて、上空の風の流れに目を向けてみましょう。輪島・秋田における「平年(1991～2020年)」と「本年(2023年)」の850hPa面の風配図(2月)を比較しました(第３図)。秋田では「西北西」が卓越する一方、輪島では「北西」と「西南西～南西」に二極化しました。

第3図・850hPa面の風配図(2月)

　
　さらに、地点毎の風配図を比較しました(第４図)。平年の傾向に比べて、肘折では西北西、新庄では北西の出現が顕著となっています。小国では北北西の出現が顕著となる一方、西南西の出現も目立っており、二極化の兆候が現れています。さらに、米沢の平年は西北西が卓越するのに対して、今年は西南西の出現が卓越しています。

第4図・2月の日最大風速の風配図（旬毎・地点別）

　今年の２月は、地上天気図の気圧配置を見ても「西高東低型」は続かず、気圧配置は周期的に変化しました。すなわち、日本海上を高気圧と低気圧が交互に通過する形となりました。

　秋田付近～山形県北部で西北西の出現が卓越となったのは、従来の「西高東低型（冬型）」に加えて、高気圧性循環の北側に位置することが多かったためと考えられます。

　また、輪島付近～山形県南部で出現風向が二極化したのは、低気圧の通過頻度（気圧配置の周期的な変化）の影響と考えられます。低気圧の前面では南西寄りの風、後面では北西寄りの風となるため、南西寄りと北西寄りの風が交互に卓越する形となったものです。

2023年01月の降雪傾向（山形県）

　2023年が幕を開けて、早くも１か月が過ぎました。この年の1月は変則的な冬となりました。中旬には「冬の中休み」とも言うべき、穏やかな春の陽気も感じられました。しかし、その後は「10年に1度の最強寒波」の襲来により、多大な影響を受けました。

　そこで、この1月の特徴を地上・高層の気象観測データを用いて振り返ってみます。

　輪島・秋田の高層気象観測を基に、「850hPa面の気温ヒストグラム(1月)」を作成し「平年(1991～2020年)」と「本年(2023年)」を比較しました。両地点とも今年の出現気温は、平年に比べ低温側に偏る傾向が見られました。特に秋田の「-21～-18℃」、輪島の「-18～-15℃」は先日の「最強寒波」の影響です。

第１図・850hPa面の気温ヒストグラム(1月)

　続いて、輪島・秋田の高層気象観測を基に「850hPa面の風配図(1月)」を作成し「平年(1991～2020年)」と「本年(2023年)」を比較しました。秋田では「西北西」の風、輪島では「西風」の比率が平年よりも多い傾向が見られます。確かに、予報業務に従事していると「日本海に現れる収束帯が局地的な降雪につながることが多い」ように感じました。

第２図・850hPa面の風配図(1月)

　山形県の今年1月の積算降雪量を平年値と比較しました。積算値の「極大域の位置」は平年と同様でしたが、積算値の「大きさ」を見ると、平年より50cm程度少ない傾向が見られました。

第３図・1月の積算降雪量

　山形県の１月の旬別降雪量を平年と2023年で比較しました。本年１月の上旬は海岸平野部で少雪傾向となる一方、内陸部や山間部では概ね平年と同程度でした。中旬は「冬の中休み」とも言うべき「少雪傾向」でしたが、下旬になると「最強寒波」の襲来に伴い「多雪傾向」に転じた地域も見られます。

第４図・１月の旬別降雪量（旬毎・地点別）

2022年12月23日の「顕著な大雪」

　2022年12月23日は、強い冬型の気圧配置の影響で山形県内でも顕著な降雪に見舞われました。普段は雪が少ない山形市でも「記録的な降雪」が観測され、山形地方気象台より「顕著な大雪に関する気象情報」が発表されました。

　第１図は、この日の山形県の24時間降雪量です。西置賜の「小国」では96cmの降雪が観測されました。また、豪雪地として名を馳せる「米沢」では降雪量が4cmと少なかった一方、普段は雪が少ない「山形」では38cmに達しました。

第１図・12月23日の山形県内の24時間降雪量

　第２図は、2022年12月23日12時における数値予報図（気圧配置と降水量）です。
　日本海北部には低気圧があり、その南側では日本海寒帯気団収束帯（JPCZ）が形成されました。山形県から秋田県付近に向かって延びているのが判ります。

第２図・12月23日12時の数値予報図（気圧配置と降水量）

　第３図も、2022年12月23日12時における数値予報図（気圧配置と風向風速）です。
　山形県・新潟県は日本海寒帯気団収束帯（JPCZ）の南側に当たり、南西寄りの強風が卓越していることが判ります。

第３図・12月23日12時の数値予報図（気圧配置と風向風速）

　第４図は、2022年12月23日12時の山形県内の風の流れの様子（流線解析）です。
　南西の風が飯豊連峰や朝日連峰に突っ込んでいる様子が描かれています。この付近で降雪量（第１図）の極大域となりました。
　あらためて日本海寒帯気団収束帯(JPCZ)の「狂気」を感じます。

第４図・12月23日12時の山形県内の流線解析

　第５図は、2022年12月23日18時の山形県内の風の流れの様子（流線解析）です。
　海上では南西の風となる一方、内陸では南寄りの風となっています。南西の風に伴う雪雲の進入が南風によって食い止められているようにも見えます。

第５図・12月23日18時の山形県内の流線解析

山形県内における冬季気象の３次元解析の試み

　つい先日に「ニューラルネットワーク」の話題を掲載したばかりですが、今回は「熱流体数値モデル」の話題です。

　遡ること「7年前」の2015年2月に「山形県内における降雪域形成の数値シミュレーション」と題して研究発表を行いました。この中では、冬の北西季節風が弱い場合と強い場合の山形県内の降雪域の分布の違いについて明らかにしました。

　（左：季節風が弱い場合　右：季節風が強い場合）

　この時点では、計算自体は３次元で実施していましたが、可視化は２次元に留まっていました。

　今回はこの数値モデル(2015年版)の計算結果を基に「３次元アニメーションGIF」を作成しました。下記の画像では凝結域が白く表示されます。

左側：季節風が弱い場合(拡大)　　　右側：季節風が強い場合(拡大)

　アニメーション下の「(拡大)」をクリックして頂くと、各図単体の拡大版が表示されます。凝結域（白い所）の分布を見ると、季節風が弱い場合は海側に揺り戻しが起こる様子が現れています。一方、季節風が強い場合は風下側に広がります。季節風の強弱の条件に応じて違いが見られます。

　元々の数値モデル(2015年版)はFortranで開発しましたが、後にC#に移植しました（計算手法・アルゴリズムはそのまま）。また、３次元画像はpythonプログラムでmatplotlibを操作して描画しました。ここまで実現できて、ようやく「３次元モデル」ですね。

2022年8月3日の山形県置賜地方の大雨(2)

　前回の記事の続きです。

　今回は、アメダス観測値を基に降水量と風の流れ（流線）の解析を試みました。これは不規則に散在するアメダス観測値をIDW（逆距離加重）法で格子状に規則正しく内挿・外挿して解析するものです。

　まずは、8月3日の山形県周辺の24時間降水量分布を解析しました。

　前回と同様に、山形県南部の置賜地方が明瞭な極大域となっています（手書きで書くよりも詳細な分布の特徴が判ります）。

　続いて、同日18時・21時の風の流線を解析しました。

　この結果、置賜地方で西寄りの風と南寄りの風の収束域が形成された後、村山・最上地方を経て庄内地方から海へ抜ける流れが現れました。

　西寄りの風に伴って、西置賜（小国周辺）は水蒸気の流入を直に受ける形となりました。そこからさらに、内陸の東南置賜（米沢周辺）まで進入したと考えられます。当時は前線の南側では西風も顕著だったため、海上で生じた線状降水帯がこの西風に伴って輸送されたと考えられます。

　一方、南寄りの風は標高の高い飯豊連峰（小国の南側）・吾妻連峰（米沢の南側）を乗り越える形となります。このため風下側の麓（米沢）では、フェーンやおろし風に伴う昇温や下降気流に寄与しやすい傾向にあります。このため、東南置賜付近では西風との間で収束域となり、その後は北に抜けていく形になったと考えられます。

2022年8月3日の山形県置賜地方の大雨

　2022年8月3日は山形県内で大雨に見舞われました。さらには、一時的に大雨特別警報が発表されるに至りました。まずは、被害にあわれた皆様に、お見舞いを申し上げます。

　雨の状況を概観するために、この日の山形県内の24時間降水量の分布を見てみましょう。山形県南部の置賜地方が明瞭な極大域となっています。例えば、南東部の米沢では239mmが観測されています。

　参考までに米沢の平均的な雨温図を見てみると、夏場は１か月で150mm程度の降水です。1日の間に1か月半の雨に相当する降水があったことになります。

　この大雨の背景として、梅雨末期のような前線が山形県置賜の北側に停滞したことが挙げられます。その上空では南西から暖かく湿った空気も流入し、大気の不安定化が進みました。これに伴い、水蒸気も持続的に供給され湿潤場が形成されました。

　また、前線の停滞位置が、山形県置賜地方から見て「佐渡島２～３個分だけ」北側であったことも大きな要因の一つです。一般的な梅雨前線の構造を考えると、前線から見て「佐渡島２～３個分だけ」南側が前線帯の南端に相当し、この付近で対流活動が活発になります。この条件下で海上において何らかの形で収束を生じ、線状降水帯が発生したと考えられます。

　前線の南側では西風も顕著で、海上で生じた線状降水帯が内陸まで進入しました。このような場合、朝日・飯豊の両連峰で雲の進入に歯止めが掛かることも期待されます。しかし、夏場の対流雲は特に上空まで発達する（背の高い雲となる）ため、この歯止めも効きにくかったようです。この結果、西置賜から東南置賜まで大雨の範囲も拡大しました。

山形県内の積雪(2022月2月22日現在)

　2022年2月22日11時現在の山形県内の積雪深です。朝日連峰を中心に200～250cm以上の極大域となっており、広い範囲で100cm以上の積雪となっています。

　一方、沿岸部および内陸部の山形～左沢周辺は100cmを下回っているようです。積雪の多い地域では、屋根からの落雪や雪崩の発生に御注意下さい。

2022年1月の降水量と降雪量(山形県)

　山形県内における1月の降水量の分布について、平年値と2022年の場合を比較してみました。この結果、両者とも飯豊連峰から朝日連峰の付近で極大域となる特徴はよく一致しています。

　一方、最上地域と東南置賜地域の2022年の降水量は、平年値より多くなりました。新庄は平年比115%、尾花沢は同123%、米沢は同134%でした。

　また、降雪量の分布についても同様に、平年値と2022年の場合で比較してみました。こちらも飯豊連峰から朝日連峰の付近で極大域となる特徴はよく一致しています。

　一方、最上地域の2022年の降雪量は、平年値より多くなりました。

冬型の気圧配置に伴う降雪量と降水量

　先週11日(火)夜遅くから15日(土)朝にかけて「冬型の気圧配置」が続きました。この影響で山形県内でも積雪の増加が進みました。

　この5日間降雪量の分布を描いてみると、朝日連峰から飯豊連峰の付近では80cm以上の極大域となりました。また吾妻連峰や神室山地の付近でも60cm以上の降雪が観測されました。

　続いて、1月11日(火)～15日(土)の山形県内の降水量の分布も描いてみました。

　朝日連峰から飯豊連峰の付近と吾妻連峰や神室山地の付近で降雪・降水の極大域となったことが窺えます。特に朝日連峰から飯豊連峰の付近では、降水量で80～100mm以上の水準に達しました。

相次ぐ寒波と山形県の降雪

　いよいよ雪のシーズンも本格的になってきました。今回は先の週末(12月25日～26日)のその前の週末(12月18日～19日)の山形県における降雪事例を取り上げてみたいと思います。

　12月18日は冬型の気圧配置が強まり「山雪型」のパターン、19日は日本海上に小低気圧が現れる「里雪型」のパターンとなりました。酒田上空1kmの風を見ると「山雪型」では強い西北西の季節風となる一方、「里雪型」では季節風が弱く対照的な傾向が明らかでした。

　山形県内の各日の降雪量の分布を見ると、18日は上空の風が強く「Ｃ字型」、19日は上空の風が弱く「Ｉ字型」の特徴が現れていました。なお、「Ｉ字型」「Ｃ字型」については過去の記事を御参考下さい。

　12月25日～27日にかけて、日本海寒帯気団収束帯(JPCZ)は近畿地方に向かって延びた一方、山形県はその北側に入り「山雪型」の特徴が現れました。なお、日本海寒帯気団収束帯(JPCZ)については、こちらの過去記事を御参考下さい。

　さて、酒田上空1kmの風を見ると、25日の日中は北寄りの風がやや弱く、その後26日の朝にかけて西北西の風が強まりました。米沢では25日18時迄の12時間降雪は0cmでしたが、その後の12時間で31cmの降雪となりました。

　はじめは（少し時計回りに回転した）「Ｉ字型」となりましたが、次第に西北西の強い季節風に遷移して「Ｃ字型」の降雪分布に変化しました。

　まだ、本格的な冬は始まったばかりです。

(p.s.)
　このブログは「2005年12月27日」に開設されました。本日をもって「16周年」を迎えることとなりました。明日からは17年目に突入します。