近年

や竜巻などの突風による被害や観測事例が増加している。気象学分野では突風の発生予測に関する研究が進んでいるが，突風内部の風の性状や建築物に及ぼす影響に関する研究は少ない。特にに関する研究の数は少なく不明な点も多い。そこで，本研究では突風のうちにより生じる風荷重に着目する。シミュレータによる実験では，長さスケールとして1/2,000を仮定していたため，建物模型が小さく，多数の圧力測定点を設けることが困難であった。これらの問題を解決するため，本研究では数値解析を行い，内の建物に作用する圧力分布を検討した 。本研究ではの最大風速発生高さより低い低層建物と高い高層建物を対象とし，高さの異なる2つの建物モデルに作用する風力および外圧分布について検討を行った。ピーク風力係数およびピーク風圧係数分布の性状を把握し，それらの発生メカニズムを考察した。また，と境界層乱流による外圧係数分布の比較より，側面と屋根面における局所的な負圧の発生位置が異なることを明らかにした。

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POTEKA小型気象計により構成された地上稠密気象観測網（約150地点、約2�q間隔）を持つ群馬県・埼玉県平野部は、夏季には平野部を囲む山地で発生した積乱雲が観測網内を発達しながら進行し、

やガストフロント等の突風を発生させる傾向が強い。2013年7月から約6年間の観測実績の中で、藤田スケールF1レベルや改良型藤田スケールJEF1レベルの5件を含む計13件もの突風事例の観測に成功した。特に被害の大きかった2015年6月15日のF1と2016年7月14日のJEF1では、風向・風速の局地的な変化が観測され、の下降流によると思われる発散風を捉えた兆候も確認された。

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POTEKAは、気温、気圧、風向・風速など複数の気象要素が観測可能な小型気象計である。群馬県・埼玉県平野部では、約150台のPOTEKAによって約1~2㎞間隔の地上稠密気象観測網（POTEKAネットワーク）が構築されている。POTEKAネットワークはやガストフロントなど様々な突風事例を観測してきた。これらの観測結果は、2016年7月14日JEF1と2015年6月15日F1の二つのには、発生時の類似した特性、例えば風速と気温・気圧の変化時刻の関係性／積乱雲の進行状況／風の局所的変化／水平スケールなどがあったことを明らかにした。これらの類似特性を理解することで、群馬県・埼玉県平野部におけるを予測できる可能性がある。

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Downbursts can be a significant hazard to aviation safety as well as to agricultural activities, structures and buildings on the ground. Major damages on the surface, airline incidents in the past, worns on the mechanism of the downburst occurrence and recent efforts to detect eho downburst are reviewed.

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1994年9月8日の午後、突風と降雹を伴う強い雷雲が群馬および埼玉県を通過した。埼玉県北西部の美里町立美里中学校では、校舎の窓ガラスが突風で割れ、教師2人と71人の生徒が負傷した。被害調査、地上観測、高層観測、静止衛星、現業レーダーなどのデータを用いて、雷雲とこれに伴う突風の解析を行った結果、この雷雲に伴って少なくとも3つのが発生したことがわかった。主な解析結果は以下の通りである。
3時間以上長続きしたこの雷雲は、約8m/sのスピードで東南東進し、発達期以降はその直下で10度近くの気温低下と発散風を伴っていた。成熟期には雲頂は約15kmに達し、レーダーによる反射強度の分布は進行方向に対してオーバーハング構造を呈していた。
被害調査による雷雲下の降雹域の幅は2ヵ所で顕著な拡がりを示した。この拡がりの見られた場所と時刻は、レーダーで観測された反射強度の核の降下の場所・時刻と一致していた。更に、数地点の地上気象観測データの時空間変換から求めた水平風の分布には、降雹域の拡がりにほぼ対応した場所・時間に明瞭な発散風(AおよびC)が見られた。Aは、児玉環境大気測定局(KD)とそこから約3kmに位置する児玉郡市広域消防本部の中間で生じたことが、両地点の風向風速記録から明瞭に読みとれる。雷雲通過による降温はこの2地点付近で最も大きく、11度以上に達した。Aは最終的には差し渡し40kmの範囲にまで広がった。雷雲はAを生じた後、急速に衰弱した。
KDの自記紙にはAとは別の更なる気温降下と風の発散が記録されており、近くでBが発生したことを示している。KDでBを発生させた雷雲の部分は、被害を引き起こした突風が吹いた時刻には約8km離れた美里中上空をちょうど通過していた。美里中付近の気象観測資料はないが、被害調査やこれらの事実から、美里中近くで第4のが発生した可能性が示唆される。これらのはすべて、ガストフロントの6-10km後方で発生した。
雷雲周辺のCAPEは、雷雲通過前後の3時間で1800m²/s²から700m²/s²以下に減少した。相当温位の下層の極大値と中層の極小値との差も同様に、26Kから16Kに低下した。

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扇状に発散する実際のの詳細な流れ構造を把握することを目的として、それを模擬するため水槽内に一様な水平流を形成し、そこに下降流を落下させた。模擬されたの速度場をPIV計測によって求め、さらに渦度場を求めた。その結果、高速域は下流側水平発散流の前線背後で見られた。前線域には上流側下流側ともに明確な渦が認められたが、下流側の渦の渦径と循環は上流側のそれらのほぼ倍であった。

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群馬県・埼玉県平野部エリアには約150台のPOTEKA気象観測装置が設置され、約1~2㎞間隔の地上稠密気象観測網を構築している。この稠密観測網データを利用した突風の予測アルゴリズムは、当該エリアで発生した気温低下型のなどの突風発生を事前検知することができた。また特に顕著であったF1・JEF1クラスの3事例について、突風被害発生可能性の高い予測領域と突風発生予測時刻を精確に予測することができた。突風予測アルゴリズムの精度検証を行った結果、閾値として定めた1分間に2℃の気温低下が適切であることを確認した。また、約1~2㎞の観測網稠密度により、突風発生前約30分の事前通知リードタイムの確保と予測領域の精確な絞込が保証されていることを確認した。

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A downburst simulator has been developed to investigate the characteristics of the velocity distribution and wind loads on buildings induced by downburst. The aim of the project is to propose a reasonable wind resistant design method for downbursts. The simulator consists of a blower that reproduces an impinging flow on the ground and a shatter that reproduces a pulsed jet. The blower can move at a constant speed on rails. It was found that the simulator can reproduce the non-stationary winds by downbursts.

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の実験室モデルとして, 鉛直重力流を地面に衝突させる実験を行った.粒子画像流速計 (PIV) により子午面断面内のアンサンブル平均速度場を計測し, 周方向渦度および乱流応力を求めた.下降期, 衝突期および発散期での統計的な性質が明らかになった.また, 下降流に付随して発生する循環流について検討を行い, その性質および役割が明らかになった.本実験結果は, 実際ののドップラーレーダーによる観測結果とよく一致した.

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The purpose of this study is to investigate the basic hydrodynamic behavior by performing experiments down burst phenomenon in the laboratory. In order to reproduce the down burst phenomenon, we produced the perpendicular down flow based on the density difference, and examined a flow down characteristics about a liquid and gas.

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2006年11月26日15時40分頃、低気圧の通過に伴い高知県土佐清水市竜串・三崎地区で竜巻被害が発生した。現地調査の結果、Fujita-PearsonスケールはF1-PL0-PL2であることがわかった。竜巻の移動速度は遅く、4m/s程度であった。また、竜巻の経路は後半で南へ屈曲しており、これは北側で発生したにより押されたものと推測される。

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The detailed structure of a gustfront was revealed with Doppler radar, Doppler sodar, weather station and video cameras at Yokosuka observation site, Japan. The gustfront was accompanied with a downburst from bow echo of developing thunderstorm. Two gusts occurred at the passage of gustfront. First gust was observed about 2 km behind the gustfront. Second gust occurred about 5 km behind of the first gust and maximum wind speed of the second gust was larger than that of the first gust. The vertical circulation of the gustfront had about 5 km in horizontal scale and 500 m in vertical and made "arc cloud" , which had 200m of cloud base and 500m of cloud top in height. Strong wind cores (> 25 m/s) existed between 30 m and 500 m in height at the front of the circulation. Two gust winds, which were observed at the surface, were well corresponded with the strong wind core near the surface and updraft region of the circulations. Vertical distribution of the wind speed changed remarkably for 5 minutes in the vertical circulations.

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The wind characteristics of downbursts are significantly different from those of turbulent boundary layers. The non-stationarity, especially caused by a severe moving downdraft and strong divergent outflow near the ground, causes serious damage to buildings. The present paper investigates the characteristics of downbursts and its effects on buildings, based on an experiment with three kinds of jets, i.e., a pulsed jet, a moving jet and a pulsed moving jet, using a moving jet simulator that we have developed. The effects of non-stationarity of downbursts on the wind pressures and forces acting on buildings with three different sizes and six different heights are discussed. Finally, an evaluation method of downburst-induced wind loads on buildings is proposed based on the experimental results.

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明星電気(株)は2013年度に開発したPOTEKAを改良し、2014年度では新たに風向風速と雨量を観測可能とした。そのPOTEKAを群馬県・埼玉県を中心に2km感覚で合計145箇所に設置し、気温や気圧などのデータを１分毎に収集している。2014年8月22日(事例1)に発生したでは気温の急低下や、気圧の上昇を確認できた。2013年8月11日(事例2)の突風事例と比較すると気温の低下率は約半分で、気圧の急上昇後は高圧状態を維持していた。また、冷気層の厚さを計算すると事例2に比べ、事例1の方が約数十m低く見積もられた。

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Downburst produces strong winds near ground and causes severe damage to buildings and people. However, few studies have focused on the downburst flow field and downburst-induced loads on buildings. Thus, the present study attempts to understand the characteristics of downburst and its effects on buildings, based on experiment and numerical simulation. An experimental facility generating a pulsed wall jet has been developed. Large eddy simulation (LES) has also been conducted. First, the unsteady downburst flow field was simulated and compared with the experimental results to validate the Computational Fluid Dynamics (CFD) modeling. Then, a simulation of non-isothermal flow was conducted to understand the characteristics of practical downbursts. Based on the results of experiment and CFD simulation, the characteristics of downburst-induced wind loading on a square building were investigated. Finally, a discussion was made of the evaluation of the design wind loads for downbursts.

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