近年、暖候期の都市域においてしばしば集中豪雨が発生しており、その原因としてはヒートアイランド現象といった都市の効果が考えられている。本研究では、2005年9月4日夜から5日未明にかけて発生した首都圏豪雨を対象としてメソスケール気象モデルMM5を用いた数値実験を行い、降水に与える都市の影響を調査した。その結果、ヒートアイランド現象が都市域における豪雨の降水分布・強度に対して影響を与えていることが示唆された。

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　本研究では，データ同化を含めた気象シミュレーションモデルWRFを使用し，2013年8月12日に高知県四万十市江川崎で観測された日本最高気温である41.0℃の猛暑を対象に再現計算と感度分析を行い，猛暑の形成要因を調査した．江川崎は集落の規模が小さいため，都市の人間活動による熱影響は気温上昇にほとんど影響せず，土壌水分の違いによる広域の熱影響の変化が気温に影響することが確認された．また，気温が上昇する際は北西風が卓越し，海風となる南寄りの風が流入すると気温が下降する．さらに上空の温位が低下することでも地表気温は低下することから，これも気温上昇に影響を与えるものと示唆された．

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Characteristics of localized heavy rainfall in the Fukuoka metropolitan area are investigated on the basis of field observation data taken with 14 rain gauges and 76 thermometers. The surface temperature in the case of localized rainfall shows an increase of about 2°C compared to that in the absence of rainfall. The vertical distributions of the humidity in localized rainfall and no rainfall cases differ obviously at elevations higher than 900hPa, whereas there is no difference between both near the ground. The present study shows that the indexes of the air stability, i.e., SSI, LI, KI and CAPE may be useful for detecting the occurrence of localized raifall in this urban area.

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　梅雨末期における豪雨災害は日本各地に甚大な被害をもたらすことから，梅雨前線に伴う降雨の将来変化を予測することは防災上，非常に重要である．本研究では，2006年から2020年の九州地方の梅雨期における前線の降雨量への寄与を調べ，前線が九州地方に8日以上停滞していた4イベント全てにおいて豪雨災害が発生していたことを明らかにした．また，物理的指標による前線の抽出は，前線の将来変化の予測において有用な数値手法であり，手法の検証が重要である．数値手法の一つであるF判定により大気データから抽出した前線と天気図に示された前線を比較することで，F判定で用いる物理的指標が前線を伴う温帯低気圧の発達とともに大きい値をとることを示した．

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CReSiBUC consists of CReSS and SiBUC. This model is able to consider land surface conditions in detail. Especially, the characteristics of urban conditions such as artificial heat and geometry of building height can be considered. In this study, the effect of the physical-based downscaling is investigated by using CReSiBUC. Simulations are carried out around Tokyo Metropolitan Area during 5 summer seasons (from 2003 to 2007). Temperatures at 3 a.m. and Temperatures at 3 p.m. are investigated. It is found that outputs of CReSiBUC are more accurate than temperatures of MANAL. This result suggests the importance of considering urban conditions in detail.

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Recently, localized heavy rainfalls over heavily urbanized areas have caused severe damage in Japan. On 5 August 2008, a localized heavy rainfall caused a rapid increase in drainpipe discharge, which killed five people working in a drainpipe near Zoshigaya, Tokyo. This study investigated the effect of actual land surface initial state on this localized heavy rainfall by two ensemble experiments using a cloud-resolving model that included precise urban features. The first experiment (ACTD) considered realistic initial land surface state derived from off-line land surface model calculation using meteorological observation provided by Japan Meteorological Agency. In the second experiment (CTRL), the initial soil moisture was set to homogeneously wet condition, and the initial land surface temperature was set to the same value as near surface air temperature. The amount of rainfall was significantly increased and close in the observed value over Tokyo at the beginning of rainfall in the ACTD experiment. The larger land surface temperature over urban area and larger soil moisture over surrounding area caused stronger contrast of surface heating in ACTD experiment. The contrast of surface heating caused the contrast of near-surface air temperature and intensified the convergence of horizontal wind and updraft over the urban area, and resulted in the larger amount of rainfall at the beginning of rainfall.

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In this study, effects of urban heating on development of the Nerima heavy rainfall on 21 July 1999 in Tokyo were investigated by a coupled model of a cloud resolving model CReSS and a precise land surface model SiBUC (CReSiBUC). Four numerical simulations were carried out for the rainfall event. The first simulation had realistic land cover, second one had imaginary land cover (urban area is changed into paddy field), the third one had imaginary land cover (urban area is enlarged) and forth one had realistic land cover and imaginary anthropogenic heat. From those simulation, it was found that changes of distribution of urban and anthropogenic heat amount greatly affected on the positions and amounts of rainfall.

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人間社会の活動に特化した空間として発展した都市は無秩序な拡大をしてきたために様々な問題を生み出しており，その問題の一つとして都市部ではヒートアイランド現象（Urban Heat Island Phenomenon）が深刻化している。このヒートアイランド現象は真夏日・熱帯夜の日数を増加させるだけではなく，集中豪雨の日数増加に間接的な影響を与えることも示唆されている。
そこで，本研究では東京都および埼玉県南部の計51市区町村を研究対象地域とし，レーダー・アメダス解析雨量を用いることにより都市の熱環境と都市構造が近年増加傾向にある都市の対流性降雨に与える影響の評価を行った。ここで，使用した都市構造パラメータは熱的特性値，人工排熱，緑被率，海からの平均距離，平均標高，建物構造パラメータ，水域面積の割合である。
結果，昼間において30mm/h以上の降雨回数と各都市構造パラメータとの間には熱的特性値，建物高度，粗度，人工排熱，緑被率，海からの平均距離において相関関係が見られた。また，夜間においては降雨回数と各都市構造パラメータの明確な関係を確認することは出来なかったが，レーダー・アメダス（30mm/h以上の降雨回数）の空間分布により，西方の降雨回数が東に移動し研究対象地域に降雨をもたらしている様子が見て取れた。

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Moisture transportation by local circulation is examined during calm summer days at Kanto plain using meso-scale numerical model, in order to clarify an urban effect on the distribution of water vapor in the urban boundary layer. The numerical results show that the vertical velocity at sea breeze head is enhanced when sea breeze and thermal convection are combined in urban area near Tokyo. Because the combined updraft strongly lifts surrounding surface humid air, precipitable water vapor is increased around the urban area. CAPE indicates a little bit of decrease in atmospheric stability in the urban area on calm summer days.

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Recently, localized heavy rainfalls over heavily urbanized areas have caused severe damage in Japan. On 5 August 2008, a localized heavy rainfall caused a rapid increase in drainpipe discharge, which killed five people working in a drainpipe near Zoshigaya, Tokyo. This study investigated the effect of urban heating on this localized heavy rainfall by two ensemble experiments using a cloud-resolving model that included precise urban features. The first experiment (CTRL) considered realistic land cover, anthropogenic heat, and urban geometry. In the second experiment (WURB), to reduce only the urban heating and keep the urban geometry, the anthropogenic heat was ignored and the roofs, walls, and roads were covered by shallow water. The amount of rainfall was clearly reduced over Tokyo in the WURB experiment. The weaker surface heating in WURB reduced the near-surface air temperature and weakened the convergence of horizontal wind and updraft over the urban area, and resulted in the smaller amount of rainfall in WURB.

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近年都市部で問題となっている都市型豪雨（ゲリラ豪雨）の発生に大気汚染物質が与える影響を解明するため，2008年から2016年にかけて東京都内で降水を採取し，主要無機イオン，水素・酸素安定同位体比を分析した．都市型豪雨では酸性物質由来成分（H^＋, NH₄^＋, NO₃⁻, nss-SO₄²⁻）が高濃度であり，都市型豪雨発生時にはその中心付近で降水量とともに酸性物質沈着量を局地的に増加させる．雲を形成する水蒸気の起源として海洋の割合が高いと降水の水素・酸素安定同位体比は大きくなるが，都市型豪雨は通常降雨よりも小さい水素・酸素安定同位体比を有しており，海洋起源水蒸気の影響は小さい．また，気象及び大気汚染物質濃度のデータ解析の結果，都市型豪雨発生前には大気汚染物質濃度が高く，都市型豪雨発生直前に二次生成反応が急速に進行することがわかった．これらの結果に基づき，次の都市型豪雨生成機構を提案した．①都市温暖化による上昇流発達により生成した低圧帯に，大気汚染物質が周囲から集積する．②光化学反応が活発であり，SO₂やNO_xの二次生成が促進され，酸化生成した硫酸塩や硝酸塩が雲凝結核（CCN）となる．③これらのCCNが都市部から蒸発した水蒸気を起源として，多数の小さい雲粒を生成させる．④上昇流がさらに発達すると，巨大雲凝結核である海塩粒子を含む湿った海風が大量に流入して大きな雲粒を生成し，小さい水滴との併合衝突により急速に雨滴まで成長する．

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