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大石 哲都市安全研究センター教授
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■ 論文- ABSTRACT Debris‐flow affected area is typically predicted using runout simulations, often estimating the hydrograph from rainfall conditions. However, rainfall is rarely considered when predicting initiation locations, which influence the occurrence number and location. This study proposes a hybrid method combining statistical source‐location prediction based on rainfall conditions and runout simulations inputting the predicted source locations. First, logistic regression is used to predict the spatial probability of debris‐flow initiation with rainfall as an input. Next, Monte Carlo simulation based on the initiation location generated from the rainfall‐based probability yields the spatial distribution of the debris‐flow hit probability. Simulation parameters are systematically determined in advance based on topographic change obtained via aerial LiDAR observations. This method was successfully employed to estimate the spatial distribution of the debris‐flow hit probability at 1‐m resolution for a debris‐flow disaster that occurred in Hiroshima prefecture, Japan, using rainfall data obtained by radar. The simulation time indicated that hit probability can be issued prior to the event for early warning, owing to the adequate lead time of rainfall forecasts and recent developments in computational technology. The hit probability obtained in this study can be also applied to risk quantification based on rainfall conditions.Wiley, 2025年02月, Journal of Flood Risk Management, 18(1) (1), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- IEEE, 2023年07月, IGARSS 2023 - 2023 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 1154 - 1157, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- University of the Aegean, 2023年02月, Global NEST: the international Journal, 25(5) (5), 136 - 146
<p>For decades, climate models have been used to understand the present and historical climates, especially global climate models (GCMs). They are used to understand the interaction between climate system processes and forecast future climates. However, the issue of low resolution and accuracy often lead to inadequacy in capturing the variations in climate variables related to impact assessment. In order to capture the local climate changes in Hyogo Prefecture of Western Japan, a local climate modelling based on Second Generation Canadian Earth System Model (CanESM2) was applied using the statistical downscaling technique. Representative Concentration Pathway (RCP) 4.5 and 8.5 scenario were used in generating future climate models. The reliability of models was tested with Linear Regression, Pearson correlation, and Cronbach Alpha. Moderate relationship between rainfall data and both RCP scenarios was found in all chosen stations. Spatial analysis outcome showed that there is a possibility of increase in annual rainfall in Hyogo prefecture, where the increase is significant in Northern region. There is a possibility of increase in maximum and minimum temperature in four selected stations due to the increase of greenhouse gas emissions.</p>
[査読有り]研究論文（学術雑誌） - 2023年, Atmospheric Science Letters, 24(6) (6)[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Pyroclastic density currents are one of the deadliest hazards produced by a volcano. Understanding their dynamics and generation mechanisms is critical for developing better hazard mitigation strategies. This study presents a method for retrieving velocity profiles across a natural moving PDC, applied here to a PDC generated by collapsing column during the eruption of Sinabung Volcano, Indonesia, on 19 February 2018 at the onset time of 08:53. We used an operational dual Pulse Repetition Frequency (PRF) weather radar, located ~7.8 km to the SE of the volcano, to estimate the velocity profile components of the volcanic plume: updraft, fallout, and horizontal advection. Doppler radar data was post-processed by applying two different filters: median and Laplacian, to correct errors associated with dealiased Doppler velocities. The Laplacian filter method was more effective in correcting the dealiasing errors by producing a more continuous velocity field without over smoothing its values. Following the dealiasing process, the velocity profile components were retrieved according to radar parameters such as Doppler velocities, copolar correlation, and reflectivity intensity factor. Initially, the pyroclastic clast was released at a lower exit velocity of ~120 m/s (84 s after the onset). A maximum of ~190 m/s exit velocity was then observed at 08:57:52 (292 s after onset). Lower exit velocity in the initial phase and less than 10 m/s estimated wind speed are the main factors causing the partial collapse of the plume at ~2.5 km height above the vent. The part of the collapsing column was associated with a more than 50 dBZ reflectivity intensity factor of fallout velocity exceeding −50 m/s at 126 s after the onset. Dilute PDCs were observed until 09:09:34 (994 s after onset), moving downslope at SE sector at a maximum velocity of −84 m/s (i.e., in the direction of the radar). The extracted velocity components are essential parameters in the numerical model of PDCs and tephra dispersal, enforcing the benefit of weather radar to complement the remote monitoring system of volcanic hazards.2022年04月, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 424[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Predicting Flood Inundation Depth Based-on Machine Learning and Numerical SimulationRecent advances in earth observation and machine learning have enabled rapid estimation of flooded areas following catastrophic events such as torrential rains and riverbank overflows. However, estimating the actual inundation depth remains a challenge since it often requires detailed numerical simulation. This paper presents a methodology for predicting the inundation from remote sensing derived information by coupling deep learning and numerical simulation. We generate a large dataset of flood depth inundations considering several heavy rain conditions in four independent target areas. We propose a CNN-based regression framework. Our experiment demonstrates that our methodology can predict inundation depth on a separate target area not included during training, demonstrating great generalization ability.2022年, CEUR Workshop Proceedings, 3207, 58 - 64研究論文（国際会議プロシーディングス）
- We propose a framework that estimates the inundation depth (maximum water level) and debris-flow-induced topographic deformation from remote sensing imagery by integrating deep learning and numerical simulation. A water and debris-flow simulator generates training data for various artificial disaster scenarios. We show that regression models based on Attention U-Net and LinkNet architectures trained on such synthetic data can predict the maximum water level and topographic deformation from a remote sensing-derived change detection map and a digital elevation model. The proposed framework has an inpainting capability, thus mitigating the false negatives that are inevitable in remote sensing image analysis. Our framework breaks limits of remote sensing and enables rapid estimation of inundation depth and topographic deformation, essential information for emergency response, including rescue and relief activities. We conduct experiments with both synthetic and real data for two disaster events that caused simultaneous flooding and debris flows and demonstrate the effectiveness of our approach quantitatively and qualitatively. Our code and data sets are available at https://github.com/nyokoya/dlsim.IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 2022年, IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, 60, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- There have been attempts to improve the operational efficiency of construction projects and plan response countermeasures for estimated damage following disasters through the utilization of accumulated electronic data, which constructs a digital twin that can reproduce a physical space in cyberspace and feedback the cyberspace simulation results to physical space. However, the application of such simulations is limited, unless numerical models can be automatically constructed from the data. In this study, we develop a program that utilizes a data processing platform to read, transform, and integrate data to create mediated data with a common data structure. This mediated data can be used to construct analytical models for various numerical analyses. Using the program developed, a grid model of 3-D ground surface as the mediated data was constructed based on borehole data obtained through a ground survey. Each grid point has basic material parameters of soil, and these parameters are estimated from borehole data and other investigation reports. Each grid point has general geotechnical parameters and can be easily converted to a 3-D finite-element model. When the borehole data is added or changed, the analytical model can be updated with almost no cost, whereas it would be very costly to create the model manually.IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 2021年12月, IEEE-ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS, 26(6) (6), 2881 - 2887, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Predictive simulation of concurrent debris flows using only pre-disaster information has been difficult, partly because of problems faced in predicting debris-flow initiation locations (i.e., slope failure). However, because catchment topography has convergent characteristics with all channels in it joining each other as they flow downstream, damage to downstream areas could be predicted using relatively inaccurate initiation points. Based on this hypothesis, this study uses debris-flow initiation points generated randomly with statistical slope failure prediction and performs a many-case simulation across numerous initiation points to quantify the effect of slope-failure locations in terms of deviations in the predicted water level and topographic change. This paper presents the results of 2D simulations based on a conventional debris-flow model that was run on a supercomputer to realise simulations of many cases. The obtained relative standard deviation was found to decrease as the debris flow and sediment-laden flood approached the downstream area, indicating that the predictability of the inundation and topographic change can be decided from the terrain characteristics.WILEY, 2021年11月, JOURNAL OF FLOOD RISK MANAGEMENT, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Earthquake induced liquefaction is one of the main geo-disasters threating urban regions, which not only causes direct damages to buildings, but also delays both real-time disaster relief actions and reconstruction activities. It is thus important to assess liquefaction hazard of urban regions effectively and efficiently for disaster prevention and mitigation. Conventional assessment approaches rely on engineering indices such as the factor of safety (FS) against liquefaction, which cannot take into account directly the uncertainties of soils. In contrast, a physics simulation-based approach, by solving soil dynamics problems coupled with excess pore water pressure (EPWP) it is possible to model the uncertainties directly via Monte Carlo simulations. In this study, we demonstrate the capability of such an approach for assessing an urban region with over 10 000 sites. The permeability parameters are assumed to follow a base-10-lognormal distribution among 100 model analyses for each site. A dynamic simulation is conducted for each model analysis to obtain the EPWP results. Based on over 1 million EPWP analysis models, we obtained a probabilistic liquefaction assessment. Empowered by high performance computing, we present for the first time a probabilistic liquefaction hazard assessment for urban regions based on dynamics analysis, which consider soil uncertainties.CHINA UNIV GEOSCIENCES, WUHAN, 2021年10月, JOURNAL OF EARTH SCIENCE, 32(5) (5), 1129 - 1138, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Elsevier BV, 2020年11月, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 405, 107040 - 107040[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- © Published under licence by IOP Publishing Ltd. Since 2015, collaborative research conducted by Indonesian and Japan scientists has initiated the installation of small X-band Multi-Parameter (X-MP) radars to mitigate the occurrence of rainfall-induced lahar in three active volcanoes in Indonesia and Japan: Merapi, Sinabung, and Sakurajima. This paper discusses the technical aspects of data acquisition, processing, and performance of the X-MP radar at the Merapi and Sakurajima volcanoes by comparing the estimated rainfall intensity acquired by the radar to three empirical radar-rainfall algorithms. The algorithms are based on radar reflectivity factor (ZHH), specific differential phase shift (KDP), and differential reflectivity (ZDR). A new method of Constant Altitude Plan Position Indicator (CAPPI) interpolation by linear regression is also proposed for a more efficient computation. The first algorithm by Marshall-Palmer, which relies on ZHH, gave the lowest average and maximum rainfall values compared with the other algorithms for all rainfall event cases. On the other hand, the other two algorithms, which involve the MP of radar by Bringi and Chandrasekar and Park et al., gave closer rainfall intensity values with the estimated rainfall intensity acquired by the X-MP radar. These three rain rates give a closer temporal fluctuation when they are compared to the rain gauge-based rainfall intensity.2020年02月, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 437(1) (1)[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- © Published under licence by IOP Publishing Ltd. The aim of this study is to develop lahar hazard vulnerability as a warning system by introducing radar-rainfall observation to data mining technique of Naïve Bayes Classifier (NBC). NBC is used to estimate lahar occurrences based on the posterior probability of rainfall, topographic factor, soil moisture, and soil type as predictors. Rainfall intensity and working rainfall were obtained from a weather radar. The soil moisture is derived from SMAP satellite imagery. A river on Mount Merapi, a very active volcano in Indonesia, was selected as the target basin. Observed rainfall and recorded lahar events in Gendol River from October 2016 to February 2018 were divided into a training dataset and a testing dataset. Qualitative evaluation through visual assessment of the hazard map product reveals that the model could estimate the occurrences of lahar. The performance of the model in terms of accuracy, Brier score, and quantitative dichotomous quality indices showed a reasonable skill. The study suggests that the NBC technique is advantageous for estimating lahar occurrences that are displayed on hazard maps. This work is expected to contribute to debris flow hazard mitigation by the data mining approach in volcanic regions.2020年02月, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 437(1) (1)[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2020年, International Journal of Disaster Risk Science, 11(6) (6), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Performance of a small-compact X-MP radar to monitor extreme rainfall event on 7 July 2018Japan experienced a breaking-record rainfall event from Western Japan to the Tokai region from 28 June to 8 July 2018. This paper analyzes the peak rainfall of this event on 6-8 July 2018 in Kagoshima by a small-compact X-band Multi-Parameter (MP) radar. The aim of this paper is to know the reliability of the rain rate estimated by the radar during the extreme rainfall event. The estimated rain rate provided by the X-MP radar using an unknown algorithm (Furuno) is compared to three different radar algorithms based on radar reflectivity factor (ZH), specific differential phase shift (KDP), and differential reflectivity (ZDR). The estimated radar-based rain rate at 500m height is then compared to the ground-based rain measured by a rain gauge. The KDP-ZH -based rain algorithm gives the closest values to the unknown Furuno algorithm, which indicates the use of KDP parameter as the rain rate estimator. The spatial information of radar is able to monitor more than 250 mm rain depth, which cannot be obtained by the rain gauge. In general, the point-based comparison between hourly radar-based rain rate and ground-based rain rate shows a similar temporal fluctuation, but in general, most of the values on 7 July 2018 fall below the rain gauge measurement. The estimated Furuno rain rate and the ZHHKDP -based algorithm gives the closest values to the increase of ground-based rain depth at 1:0.94 and 1:0.89 ratios, respectively, while the ZHH-ZDR -based algorithm has the lowest ratio of 1:0.79.2020年, 22nd Congress of the International Association for Hydro-Environment Engineering and Research-Asia Pacific Division, IAHR-APD 2020: "Creating Resilience to Water-Related Challenges"研究論文（国際会議プロシーディングス）
- © 2019 Elsevier Ltd Through quantitative measurement of the accuracy and the convergence of error, code verification can objectively assess the quality of a simulation code. A lack of analytical benchmark solution for nonlinear problems makes it difficult to verify soil dynamics simulations in geotechnical engineering. To overcome such difficulty, this study makes use of a novel code verification technique, the method of numerically manufactured solutions (MNMS). By utilizing MNMS, the accuracy of a simulation code for nonlinear soil dynamics problems was measured. The orders of the convergence rate of the errors, with respect to the spatial and to the temporal discretization, were found to be in good agreement with the theoretical orders of the numerical methods. By demonstrating the applicability of MNMS for verifying nonlinear soil dynamics simulations, it is hoped that the concept and the necessity of code verifications can be appreciated for simulations of geotechnical engineering problems.2020年01月, Computers and Geotechnics, 117[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2019年11月, 土木学会論文集, Ser. B1(水工学), Vol.75, No.2, I_1177-I_1182, 2019., 75(2) (2), I_1177 - I_1182, 日本語ビデオゾンデを用いた鉛直風速プロファイルの算出と雲物理的解析[査読有り]
- 2019年11月, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1(Hydraulic Engineering), Vol.75, No.2, I_1165-I_1170, 2019, 75(2) (2), I_1165 - I_1170, 英語INVESTIGATION OF MULTIPARAMETER RADAR ERROR STRUCTURE FOR QPE BASED ON GPM DUAL-FREQUENCY PRECIPITATION RADAR[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- © 2019 Elsevier B.V. Effective and efficient liquefaction hazard assessment is critical in making disaster mitigation plans for urban regions. In this paper, we present a numerical-simulation (NS)-based method for assessing urban-wide liquefaction hazard. The method includes an automatic modelling for individual sites and an application of high-performance computing (HPC) for efficient assessment. The feasibility of the method is demonstrated by conducting simulations for more than 10,000 individual sites in an urban region. The urban-wide assessment results depend on a pressure threshold of liquefaction occurrence and the dependence increases as the ground motion increases. A comparison with a conventional method using engineering indices (EI) shows a tendency of the EI-based method to predict a considerably greater number of liquefied sites than the proposed method. With the continuing improvement on numerical simulations and on computer efficiency, NS-based assessments can be regarded as promising alternatives to conventional EI-based methods for urban-wide liquefaction assessment.2019年08月, Engineering Geology, 258(14) (14), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- © 2019, Fuji Technology Press. All rights reserved. Lahar flow is recognized as among the worst secondary hazards from volcanic disaster. Intense rainfall with long duration is frequently associated with lahar flow. In this study, estimation of a rainfall threshold likely to trigger lahar flow is presented in the first part. The second part discusses its implementation by assessing the growth of observed and predicted rainfall, including the uncertainties. The study area is Merapi Volcano, one of the most active volcanoes in Indonesia, including rivers on the flank of Mount Merapi that are vulnerable to debris flow. The rainfall indices needed to describe the conditions that generate lahars or not were determined empirically by evaluating the hourly and working rainfall using X-band multiparameter (X-MP) weather radar. Using past records of lahar flow, the threshold lines separating rainfall that triggers lahars or not were analyzed for the Putih, Gendol, Pabelan, and Krasak Rivers. The performance of several critical lines was evaluated using Bayesian probability based on skill rates from a contingency matrix. The study shows that the line intercept of the critical lines after a significant eruption in 2010 was higher than those lines developed before 2010, indicating that the rivers are currently at lesser risk. Good representation was shown by the thresholds verified with actual rainfall progression and lahar event information on February 17, 2016, at the Gendol and Pabelan Rivers. These rainfall critical lines were the basis for judging the debris flow occurrence by analyzing the track record of predicted rainfall progression. The uncertainty of rainfall short-term prediction from the extrapolation model was evaluated by perturbing the advection vector of rain echo motion. This ensemble forecast product could provide a plausible range of prediction possibility as assistance in gaining the confidence with which a lahar could be predicted. The scheme presented herein could serve as a useful tool for a lahar early warning system in the area of the Merapi Volcano.2019年08月, Journal of Disaster Research, 14(5) (5), 811 - 828[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- © 2019, Fuji Technology Press. All rights reserved. This paper reports a preliminary attempt to determine volcanic ash particle size distribution using the video drop size detector (VDSD) for estimating volcanic ash amount with X-band radar. The VDSD records an image showing the size and number of particles falling into the aperture by a charge coupled device camera. Size distribution spectra of a range of particles from fine ash to small lapilli were derived in discrete form from the VDSD observation. The parameterization of the particle size distribution following Gamma function was done using volcanic ash of eruptions at the Sakurajima Volcano between December 13-21, 2014. Three Gamma distribution parameters were determined analytically. The analytical results revealed a continuous distribution of particles characterized by shape, intercept, and slope. The distribution was used to determine volcanic mass concentration, ground deposit weight, and reflectivity. Verification of these results with X-band radar observations showed that the reflectivity obtained from analytical results is similar to that fromradar observation. However, the ground deposit weight from analysis was overestimated, compared with the real weight of ash deposit on the ground. The algorithm proposed in this study is expected to provide a practical method for estimating ash distribution in the aftermath of a volcanic eruption using radar-reflectivity for cases where direct measurement at the location is not possible. An overview of the algorithm for volcanic ash retrieval from X-band radar observations is also presented.2019年02月, Journal of Disaster Research, 14(1) (1), 151 - 159[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 日本学術会議 「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」, 2019年, 理論応用力学講演会 講演論文集, 65, 233 - 233, 日本語
A lack of analytical benchmark solution makes it difficult to verify soil dynamics simulations of nonlinear geotechnical problems. This study makes use of a novel code verification technique, the method of numerically manufactured solutions (MNMS), to overcome such difficulty. Using MNMS, the accuracy of a nonlinear soil dynamics simulation code based on finite element method (FEM) is verified.
- © 2019, Fuji Technology Press. All rights reserved. This paper presents a theoretical method for estimating volcanic ash fall rate from the eruption of Sinabung Volcano on February 19, 2018 using an X-band multi-parameter radar (X-MP radar). The X-MP radar was run in a sectoral range height indicator (SRHI) scan mode for 6◦ angular range (azimuth of 221◦ –226◦) and at an elevation angle of 7◦ to 40◦ angular range. The distance of the radar is approximately 8 km in the Southeastern direction of the vent of Mount Sinabung. Based on a three-dimensional (3-D) image of the radar reflectivity factor, the ash column height was established to be more than 7.7 km, and in-depth information on detectable tephra could be obtained. This paper aims to present the microphysical parameters of volcanic ash measured by X-MP radar, which are the tephra concentration and the fall-out rate. These parameters were calculated in a two-step stepwise approach microphysical model using the scaled gamma distribution. The first step was ash classification based on a set of training data on synthetic ash and its estimated reflectivity factor. Using a naïve Bayesian classification, the measured reflectivity factors from the eruption were classified into the classification model. The second step was estimating the volcanic ash concentration and the fall-out rate by power-law function. The model estimated a maximum of approximately 12.9 g·m−3 of ash concentration from the coarse ash class (mean diameter Dn = 0.1 mm) and a minimum of approximately 0.8 megatons of volcanic ash mass accumulation from the eruption.2019年, Journal of Disaster Research, 14(1) (1), 135 - 150[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- © 2019, Fuji Technology Press. All rights reserved. Rainfall monitoring is important for providing early warning of lahar flow around Mt. Merapi. The X-band multi-parameter radar developed to support these warning systems provides rainfall information with high spatial and temporal resolution. However, this method underestimates the rainfall compared with rain gauge measurements. Herein, we performed conditional radar-rain gauge merging to obtain the optimal rainfall value distribution. By using the cokriging interpolation method, kriged gauge rainfall, and kriged radar rainfall data were obtained, which were then combined with radar rainfall data to yield the adjusted spatial rainfall. Radar-rain gauge conditional merging with cokriging interpolation provided reasonably well-adjusted spatial rainfall pattern.2019年, Journal of Disaster Research, 14(1) (1), 69 - 79[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年10月, 京都大学防災研究所年報, 61(A) (A), 5 - 23, 日本語火山噴出物の放出に伴う災害の軽減に関する総合的研究[招待有り]研究論文（大学，研究機関等紀要）
- © The Authors, published by EDP Sciences, 2018. The integral porosity shallow water model is a type of porous shallow water model for urban flood modeling, that defines two types of porosity, namely a volumetric porosity inside the computational cell and a conveyance porosity at each edge. Porosity terms are determined directly from the underlying building geometry, hence buildings do not need to be discretized exactly. This enables simulations with significantly reduced CPU time on meshes with cell sizes larger than the building size. Here, the macroscopic model view leads to an additional source term at the unresolved building-fluid interface, yielding a building drag dissipation source term. In literature, several formulations for this term can be found. The integral porosity shallow water model is sensitive to the building drag dissipation, and using the drag parameters as a calibration parameter enhances the accuracy of model results. However, the ideal way to achieve this is still an open research question. In this contribution, we present a simple technique to estimate building drag dissipation that uses the conveyance porosity configuration to estimate the projected area inside the cell, which is then used in a drag force equation. The advantage of this approach is that it is computationally inexpensive, no additional parameters need to be stored, and only a single parameter has to be calibrated. The proposed approach is compared with drag dissipation formulations from existing literature in a laboratory experiment that features a dam-break against an isolated obstacle. The aim of the comparison is to evaluate present existing building drag dissipation models with regard to accuracy and computational cost.2018年09月, E3S Web of Conferences, 40[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- © The Authors, published by EDP Sciences, 2018. After three hours of intense rainfall, the city of Nice was flash flooded on October 3, 2015, resulting in casualties and severe damages in property. This study presents a porous shallow water-model based numerical simulation of the flash flood event in a district of Nice, and compares the results with a high-resolution conventional shallow water model. This contribution aims to discuss practical aspects of applying a porous shallow water model to a real world case. The porous shallow water model is an integral porosity-type shallow water model. It uses unstructured triangular meshes. The conventional shallow water model is a distributed memory parallelized high-performance computing code, that uses a uniform Cartesian grid. The study site is an approximately 5 km2 spanning district of the city of Nice, France. Topography information is available in a 1m resolution and in addition, the available digital elevation model includes inframetric structures such as walls and small bridges. In the presentation of the case study, challenges of the pre-processing step of the integral porosity shallow water model are addressed. Notably, a method to semi-automatically generate "good" triangular meshes using the open-source geoinformation system QGIS and the mesh generator Gmsh is presented. During the post-processing step, the results of the porous model are mapped back onto the high-resolution topography to make the results more meaningful. The agreement between the high-resolution reference solution and the porous model results are poor. A speed up of about 10 to 15 was observed for the present case.2018年09月, E3S Web of Conferences, 40[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Effects of spatio-temporal variations of gauges and radar rainfall observations on runoff simulation© Proceeding of the 21st LAHR-APD Congress 2018. All rights reserved. X-band weather radar has considerable potential for its fine spatio-temporal resolution which is significant in the hydrological simulation. In this study, we evaluate the distribution variability of precipitation observation from X-band radar and network rain gauges in Upper Konto River Basin Indonesia which is originated from Kelud volcano. The rainfall spatial representativeness and the temporal variability of X-band radar vs. nine rain stations are compared during the observation campaign in the rainy season of February 2017. The evaluation of spatial distribution characteristic uses Kagan interpolation method in minute scale, hourly, and daily total volume of precipitation. In order to study the impact on the catchment size, the outlet of the basin in Selorejo Reservoir (235.58 km2) is used. Performance of the BTOPMC physically distributed hydrological model using 150 m resolution radar-rain was evaluated over that of using lower resolution from rain gauges. The analysis reveals that widely spread gauges give lower spatial correlation and larger error for the smaller scale of time. The advantages of X-band observation for detecting the variation of rainfall in the small area leads to better reproducibility of flood simulation, shown by RMSE of 9.85 and 7.78 m3/s for rain gauge and radar respectively. It means the radar-rainfall input could give better reproducibility of runoff simulation. It is proven that the radar provides better representativeness of rainfall spatial and temporal variation for operational runoff simulation. which is important for daily as well as seasonal reservoir operations.2018年09月, Proceedings - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR)-Asia Pacific Division (APD) Congress: Multi-Perspective Water for Sustainable Development, IAHR-APD 2018, 2, 1285 - 1293[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Statistical properties of short-term rainfall time series as observed by XMP radar (Case of Mt. Merapi area)© Proceeding of the 21st LAHR-APD Congress 2018. All rights reserved. Flood warning systems have become increasingly necessary to reduce hazard risk, especially lahar flow disaster. An effective lahar flow early warning system should provide information timely, thus allowing sufficient waiting time to respond. As an input to the lahar flow early warning systems, short-term rainfall information derived from a rainfall nowcasting model is needed. To select an appropriate nowcasting method, determining the patterns of historical data through its statistical properties is necessary. Some analyses of historical data can be used to find the trends that are further extrapolated forward. This study aims to analyze the statistical properties of short-term rainfall time series in the area of Mt. Merapi in order to find historical data patterns. The statistical properties of short-term rainfall time series were investigated through autocorrelation and spectral analyses. Several rainfall data with 2-minutes and 10-minutes time interval obtained from XMP Radar estimation have been adopted to determine the autocorrelation coefficient and spectral density. Collerogram was used to evaluate the characteristics of autocorrelation coefficients. The results show that there is high autocorrelation coefficient variability between locations within the radar coverage area, and no time lag between XMP radar rainfall and rain gauge rainfall for 10-minutes time-scale.2018年09月, Proceedings - International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR)-Asia Pacific Division (APD) Congress: Multi-Perspective Water for Sustainable Development, IAHR-APD 2018, 2, 1317 - 1324[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 神戸大学都市安全研究センター, 2018年03月, 神戸大学都市安全研究センター研究報告, 22, 75 - 87, 日本語
- 2018年, 自然災害科学, 37(3) (3), 295 - 311, 日本語単一のXバンドMPレーダーとCバンドレーダーを活用した山地域における土砂災害危険度推定[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 公益社団法人 土木学会, 2018年, 土木学会論文集Ｂ１（水工学）, 74(5) (5), I_889 - I_894, 日本語
斜面崩壊や土石流と同時に洪水も発生する複合的な土砂災害の被害推定を実現するためには，流域への土砂の供給過程を正しくモデル化した上で，水・土砂双方の流出と氾濫を一体的に解析する必要がある．そこで本研究では，降雨流出モデルと水の氾濫モデルおよび土砂の輸送モデルを統合した分布型の二次元水土砂流出-氾濫モデルを構築した．さらに崩壊分布から地形的に推定された土砂供給量分布を入力条件に用いて，2017年九州北部豪雨によって被災した杷木地区周辺地域への適用を行った．解析には計算負荷の増大に対処するため，MPI-OpenMPのハイブリッド並列化を行い，スーパーコンピュータ「京」による解析を実施した．適用の結果，土砂の輸送量は過少に評価されたが，氾濫域と土砂堆積範囲は洪水流到達範囲と矛盾しないことを確認した．
[査読有り]研究論文（学術雑誌） - 2018年, 土木学会論文集, Ser. B1(水工学), 74(4) (4), 日本語ビデオゾンデで測定された上空の雨滴に対する捕捉効率に関する研究[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1(Hydraulic Engineering), 74(4) (4), 英語SPATIOTEMPORALDISTRIBUTION OF RAINFALL IN MOUNT SAKURAJIMA BASED ON WEATHER RADAR[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1(Hydraulic Engineering), 74(4) (4), 英語REAL-TIME RADAR QUANTITATIVE PRECIPITATION ESTIMATION USING MULTIVARIATE PROJECTION MODEL[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- © The Author(s) 2018. To elucidate the formation of localized rainfall in a basin with heat and aridity under a weak synoptic disturbance in summer, we described the characteristics of atmospheric conditions on the Kofu Basin preceding the appearance of primary precipitating cells from 23 localized rainfall events on the Kofu Basin on days of weak synoptic disturbance at the surface from 1 June to 30 September in 2012 to 2014. Furthermore, on the basis of a case study of an event on 25 July 2014, the formation of the atmospheric conditions was described from the standpoint of moisture behavior. Owing to the thermal contrast between the Kofu Basin with heat and aridity and the outside environment, the south-component wind blowing in the valley connecting to the coastal region of Suruga Bay and the eastcomponent wind blowing in the valley connecting to the Kanto Plain entered the basin as southwesterly wind and southeasterly wind, respectively, which caused an increase in the water vapor mixing ratio and a slight decrease in temperature at the surface. Thereafter, the amount of precipitable water vapor derived from the global navigation satellite system observations (GNSS-PWV) in the central region of the Kofu Basin increased abruptly after the moderate increase in GNSS-PWV at all the observation points in the basin. Finally, a cloud appeared over the local region between the southwesterly wind and the southeasterly wind and precipitating cells appeared at that location at 3.25 to 6.25 km above sea level. We discussed the moisture transport into the Kofu Basin, the concentration of that moisture in a local region, and the appearance of precipitating cells. This is an example of the formation of atmospheric conditions leading to localized rainfall in a basin with heat and aridity.2018年, Journal of the Meteorological Society of Japan, 96A(A) (A), 95 - 117, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1(Hydraulic Engineering), 74(4) (4), I_1483 - I_1488, 英語EMPIRICAL MODEL FOR REMOTE MONITORING OF RAIN-TRIGGERED LAHAR IN MOUNT MERAPI[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- This paper presents an improvement of a mathematical interpretation of moving particle semi-implicit (MPS) method. The mathematical interpretation leads to a mathematical reformulation of MPS (MRMPS) based on Taylor expansions. The improvement of MRMPS in this paper is featured by solving a system of 9 × 9 (or 5 × 5 for two dimensional settings) equations for the gradient vector and for all the components of the Hessian matrix. Numerical experiments with various types of target functions showed that the improved MRMPS possesses a second-order convergence rate for the relative error of the gradient and a first-order convergence rate for the relative error of the Laplacian, in three-dimensional settings with randomly distributed neighboring particles. Moreover, there is no deterioration of accuracy for realistic particle configurations near free surfaces, where the neighboring particles are distributed not only randomly but also one-sided. Further, the aforementioned accuracy of the improved MRMPS can be obtained by using about 40 to 50 neighboring particles considerably less than conventional particle methods. A simplification for the improved MRMPS is also presented with less computational complexity, solving two 3 × 3 systems instead of one 9 × 9 system, at the cost of losing one order of convergence rate of error.公益社団法人 土木学会, 2018年, 土木学会論文集Ａ２（応用力学）, 74(2) (2), I_167 - I_178, 日本語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- © 2017 Elsevier Ltd After the 2010 eruption, more than 50 volcanic debris flow (lahar) events occurred during the rainy season of 2010–2011 at Mount Merapi, Indonesia. The lahars occurred following rainfall of severe intensity in the upstream area, where remaining volcanic material was deposited. Estimation of rainfall-induced lahars at Mt. Merapi is difficult and uncertain because the upstream area is dangerous and inaccessible. On 17 February 2016, a lahar occurred in the upstream region of the Gendol River on the southeastern flank of Mt. Merapi after a maximum rainfall intensity of 69 mm/h was monitored on the peak of Mt. Merapi by X-band multi-parameter (X-MP) radar. In this study, rainfall intensity estimates from X-MP radar were applied to generate boundary discharge of a numerical model of debris flow at the catchment scale. The numerical simulation was able to estimate volcanic debris flow occurrence and magnitude. The reliability of radar-rainfall data and the effects of the sabo dam on reducing the impacts of lahar disaster were also examined. The numerical lahar simulation showed relevant results that were comparable to the real condition. The closed type sabo dam caused more than 50% lahar sediment decrement and a flow delay time of 40 min. However, the sediment accumulation has caused increasing flow velocity and higher erosion rate in the 2D area. This study demonstrated the effectiveness of remote monitoring of rainfall combined with numerical debris flow modeling for applied practical use in disaster management.2017年12月, Advances in Water Resources, 110, 249 - 262[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年07月, Proceedings of The 3rd International Conference on Science and Technology, 英語Rain behavior at Mt. Merapi area as observed by XMPR and ARR[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 土木学会, 2017年03月, 土木学会論文集B1（水工学）, 73(4) (4), I_229 - I_234, 日本語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 直接観測機器を用いた雲内部の雨滴粒径分布の把握は，雲物理と降水特性の理解や，リモートセンシングを用いた降雨量推定精度の向上として重要である．気球搭載型でありCCDカメラを備えたビデオゾンデは航空機観測よりも安全性が高いが，粒径クラスごとの観測個数が1個や2個の場合があり，ビデオゾンデで得られる粒子のサンプル数が粒径分布の推定精度に与える影響が懸念される．本研究は，ビデオゾンデ観測から得られた粒径分布とサンプル数の定量的な評価を行うことを目的とする．まず，乱数を発生させた数値実験より，ビデオゾンデのサンプル数と粒径分布パラメータの推定精度の関係を調査した．さらに，ビデオゾンデで推定された粒径分布から計算されたレーダー反射因子Zとディスドロメータから計算されたZを比較した．ビデオゾンデで4分間に70個以上の雨滴が観測された場合，300回の数値実験のうち64%以上で粒径分布の傾きパラメータを推定できていた．6事例中4事例の実際の粒径分布の推定事例において，ビデオゾンデで推定された粒径分布から計算されたZは，2.9dBZ以下の誤差の範囲内でZを推定できた．水文・水資源学会, 2017年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 30, 26 - 26, 日本語
- Many scientific and engineering problems, including soil dynamics problems with elasto-plasticity, are involved in solving partial differential equations numerically. The correctness and accuracy of the solutions have to be checked in a rigorous way, i.e., the code used to solve the problems has to be verified. In the field of fluid dynamics, the method of manufactured solutions (MMS) has been proposed and accepted as a de facto standard for code verification. However, we show in this paper that MMS procedures cannot be used directly for soil dynamics problems considering elasto-plasticity. The main difficulty is due to the soil elasto-plasticity which is generally formulated in a rate form coupled by an algebraic constraint (the yield surface). Instead, we propose the method of numerically manufactured solutions (MNMS) for verifying elasto-plastic problems. The concepts and the workflows of MNMS are explained in detail and two simple demonstrations are presented. Though the numerical demonstrations in the present paper are primitive, the capability of the proposed MNMS, as a general and systematic way for developers and users of numerical simulations to verify their codes being used, should not be underestimated.公益社団法人 土木学会, 2017年, 土木学会論文集A2（応用力学）, 73(2) (2), I_165 - I_175, 日本語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The present study describes estimation of charge and electric field based on the precipitation particle distribution measurement in thundercloud. An X band multi parameter (MP-X) radar and a multi LF sensor network (BOLT) as lightning detectors were used. Polarization parameters obtained from MP-X radar were used to perform the precipitation particle distinction. Distinguished particle distribution from the polarization parameters including graupel gives particle size distribution, and electric charge amount in the collision of graupel and ice crystals. By solving the Poisson equation with charge amount obtained, the electric potential and the electric field have been calculated.土木学会, 2016年03月, 土木学会論文集B1（水工学）, 72(4) (4), I_1247 - I_252, 日本語
In fact, the present study shows possibility to predict lightning by using MP-X radar through calculating charge and electric field in real time.[査読有り]研究論文（学術雑誌） - 土木学会, 2016年03月, 土木学会論文集B1（水工学）, 72(4) (4), I_1237 - I_1242, 日本語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 土木学会, 2016年03月, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1(Hydraulic Engineering), 72(4) (4), I_865 - I_870, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Japan Society of Civil Engineers, 2016年03月, Journal of Japan Society of Civil Engineers, 72(4) (4), I_865 - I_870, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 京都大学防災研究所, 2016年02月, 京都大学防災研究所年報第58号B, (58) (58), 232 - 236, 日本語積乱雲の生成・発達を捉えるためのマルチセンサーによるRHI同期観測実験研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 京都大学防災研究所, 2016年02月, 京都大学防災研究所年報第58号B, (58) (58), 294 - 304, 日本語GNSS による湾上および山岳域における水蒸気分布と豪雨に関する研究研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 近年，集中豪雨による被害が数多く報道されている．このような被害を最小限に抑えるためには雨量の早期予測が求められる．そのためには上空に発生した雲の氷点下層における氷粒子の定量的な評価が必要である．雨雲の中には様々な氷粒子が含まれており，粒子の形や大きさだけでなく，あられや氷晶といった粒子の種類もそれぞれで異なっているが，本研究では主に氷晶と雪片に着目する．氷粒子の種類に関する情報や高度などの情報が必要となるため，複数の偏波を出すことで粒子形状など降水粒子に関する詳細な情報が得られる偏波レーダーと，直接観測機器ビデオゾンデの同期観測から得られたデータを使用する．また，地上雨滴計はレーダーデータのキャリブレーションとビデオゾンデデータの補正に使用する．それらのデータを用いて，偏波レーダーとビデオゾンデそれぞれで，同期した位置における氷粒子の粒径分布を推定し，その粒径分布から氷粒子の体積量を算出する．そして，推定された粒形分布と体積量に対して精度評価を行う．レーダーによって氷粒子の粒径分布と体積量が推定できるようになれば，前述の氷粒子の定量化が可能となり，雨量の正確な早期予測につながると考えられる． 水平偏波のレーダー反射因子Zhhが20dBZより小さい値であった時はレーダーで推定された粒径分布と体積量が過小評価になることが分かった．これは，比誘電率を一定値で計算したことが原因と考えられる．しかし，Zhhが20dBZよりも大きな値で，かつビデオゾンデの粒子捕捉数が十分であったときは比較的良く推定できていた． 現在は，氷粒子を比誘電率3.18の扁平な回転楕円体とし，その長軸が水平方向を向いているという仮定のもとで計算を行っているが，実際は異なる比誘電率で様々な形状の氷粒子が存在している．また，ビデオゾンデの補正と最小二乗法による推定が十分でない事例もいくつか得られた．これらの問題を解決していくことで，より安定的に氷粒子の粒径分布と体積量が推定できるようになると考えられる．水文・水資源学会, 2016年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 29, 72 - 72, 日本語
- 特定非営利活動法人 日本火山学会, 2016年, 日本火山学会講演予稿集, 2016, 65 - 65, 日本語
- Flood control is one of the most important issues of reservoir operation. Rivers in island countries like Japan, Philippines and Indonesia that have smaller reservoirs than continental countries needs short-term reservoir operation for flood control. In Japan, typhoons give dominant amount of water to reservoirs. Prior releasing of water that makes effective use of the capacityIAHR, 2016年01月, 11th International Conference on Hydroinformatics HIC 2014, 133 - 154, 英語[査読有り]論文集(書籍)内論文
- © 2015, Fuji Technology Press. All rights reserved. The present study shows the possibility of using Xband multi-parameter radar to detect volcanic tephra for estimating the amount of volcanic tephra in the air even when the amount of volcanic tephra is very low. The model proposed in this study can detect tephra with diameters of 0.5mmto 3 mm. Through the observation experiment and the model proposal, the present study shows successful detection of volcanic tephra in the air by using X-band multi-parameter radar.Fuji Technology Press, 2016年, Journal of Disaster Research, 11(1) (1), 43 - 52, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 本研究では気象用Xバンド偏波ドップラーレーダーと雷探知装置の多地点LF帯センサを使用して，電場の時間変化を求めて放電による中和を計算することで雷発生のメカニズムを検証する．雷電気の主な電荷の担い手は霰（雹），氷晶と考えられる．本研究では現在最も多くの研究者から支持されている着氷電荷分離機構説を基に，MPレーダーから電場の時間変化を求める．時刻tにおける電場Eの変化は霰の落下速度と霰の空間数密度が分かれば求めることが出来る．MPレーダーから得られる偏波パラメータ（レーダー反射因子，レーダー反射因子差，伝搬位相差変化率，偏波間相関係数）から霰の落下速度と空間数密度を計算し，電場の分布を調査する．発表時には，計算により推定した霰の電荷量の結果を紹介する．水文・水資源学会, 2015年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 28, 100066, 日本語
- 近年, 日本のみならず世界的に火山活動の活発化に伴う災害が増加している. 火山に近い都市部では, 市街地に降る火山灰は交通機関の麻痺や停電など社会的活動への影響が非常に大きい. また, 火山噴出物が山腹に厚く堆積し雨が降ると土石流が発生する. このような土砂災害の予測や早期の復旧作業を実施する際に, 降灰量とその範囲を正確に把握することが必要になる. そこで本研究では遠隔から安全に観測可能な気象レーダーを用いることによってより精度の高いリアルタイム降灰量分布情報の取得を目指す. 気象レーダーにより降灰量を算出するには火山灰の粒径分布を知る必要がある.本研究では, 火山灰用に改良した地上設置型ビデオゾンデという火山灰粒径分布取得装置を開発し, 噴火事例の多い桜島島内で移動観測による地上降灰量調査(火山灰粒径分布や形状の把握)を行った. 本研究では火山近郊に設置された気象レーダーの観測値（レーダー反射因子や偏波パラメータ）と, 上述の地上に設置したビデオゾンデによる地上降灰の観測値(ノンパラメトリックに算出した粒径分布やレーダー反射因子)を用いることによって気象レーダーで検知されている火山灰の統計学的な検証やレーダー観測値と地上観測値の関係性の究明を試みた. 最新型FURUNO気象レーダーでは, 観測地点上空のレーダー反射因子を晴天時と爆発時の値で統計学的に比較すると爆発時には晴天時と異なるエコーが得られており, 規模の大きくない噴火でも上空の微細な火山灰粒子を捉えられており, 火山灰検知の精度が高かった. 地上観測で得られたノンパラメトリックの粒径分布により算出されたレーダー反射因子と気象レーダーで得られた観測地点上空のレーダー反射因子の比較を行ったところ, 観測標高の高いFURUNO気象レーダー観測値と地上観測値との相関は良くなかった. 一方, 観測標高の低い垂水市の国土交通省XバンドMPレーダー観測値と地上観測値の相関は, ビデオゾンデで得られた1分間毎の観測粒子径が最も大きかった時間帯で比較的良い結果が得られた. 課題として地上設置型ビデオゾンデによるサンプルエラーが大きかったので, その原因を検証し, 火山灰の捕捉精度を向上させる必要がある. また, 気象レーダー観測値と地上での観測値の関係を得るには, 観測で規模の大きい噴火を捉えることが重要であり, さらに観測データを増やしていく必要がある.水文・水資源学会, 2015年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 28, 100119, 日本語
- We evaluated a method by which to fit gamma distributions with parameters of snowflake size distributions by measuring three physical quantities using an optical sensing disdrometer. The three physical quantities are the diameters of the snowflakes that have 50 and 99 percentiles of volumes (D50 and D99, respectively) and the sum of the sixth powers of the diameters in a unit volume (Z). Snowflake size distribution was well fitted to a gamma distribution between D50 and D99, inclusive. This method prevented the snowflake volume from being considerably underestimated. Although the mean absolute error based on snowflake volume for this method was large compared with that obtained using a moment method, good estimates of snowflake volume were obtained for some samples using this method, for which the snowflake size distribution was less influenced by snowflakes 1 mm or less in diameter. The correlation coefficient was 0.989, as determined by regression analysis based on the observed and estimated snowflake volumes using this method. The estimation of the snowflake volume using this method depends on the quality control of the optimum shape parameter and requires a continuous probability distribution of snowflakes for diameters above 1 mm.The Meteorological Society of Japan, 2015年, SOLA, 2015, 11, 134 - 137, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- STUDY ON EFFICIENCY IMPROVEMENT OF TRAIN DISPATCH UNDER SEVERE RAINFALL BY USING RADARRecently, the frequency of severe rainfall increases in Japan. The average of annual frequency of severe rainfall which is defined as rainfall having more than 50mm within one hour has become increase from 168 times per year (TPY) during the year of 1976-1986 to 226 TPY during 1999-2010 (Japan Meteorological Agency, 2012). The increasing of frequency of severe rain raise risk of sediment related disaster and inundation disaster. Trains especially local train run on reclaimed land and mountainous area have risk of such disasters when severe rain might happen. Therefore, railway companies take many kinds of countermeasures. The present study deals with the dispatching problem under severe rainfall. Each train dispatching system has defined a threshold of rainfall amount where dispatchers stop trains or they command to reduce the speed of trains. A Japanese railway company has measured the rainfall amount by their own rain gauges that locate almost every 13km and it is very difficult to change the measurement system because the company has a historical rainfall data by which the threshold of rainfall amount has been defined. On the other hand, the company has an interest for introducing radar rainfall information for dispatching trains because of increasing of severe rainfall having small spatial scale and efficiency improvement for collecting rainfall data. Many railway companies have the similar contradiction. The present study shows a statistical analysis of the uncertainty to use radar for capturing severe rainfall by using probability function of difference between rainfall amount measured by rain gauge and one by radar.IAHR-INT ASSOC HYDRO-ENVIRONMENT ENGINEERING RESEARCH, 2015年, PROCEEDINGS OF THE 36TH IAHR WORLD CONGRESS, 6706 - 6710, 英語研究論文（国際会議プロシーディングス）
- PREDICTING INDONESIAN TROPICAL MONSOONAL RAINFALL IN WEST TIMOR WITH ARTIFICIAL NEURAL NETWORKSAccurate rainfall predictions, especially for tropical monsoonal rainfall, are among the most difficult tasks in hydrology. In this article, we discuss ANN-based long-term rainfall predictions for Oekabiti, West Timor, Indonesia. Due to the remoteness of the area, the only information available is historical rainfall data. However, by basing on previous studies into the time laJapan Society of Civil Engineering, 2014年12月, Journal of Japan Society of Civil Engineering, Ser. B1 (Hydraulic Engineering),, 70, I_91 - 96, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- A WIRELESS MESH SENSOR NETWORK FRAMEWORK FOR RIVER FLOOD DETECTION WHICH CAN BE USED AS AN EMERGENCY COMMUNICATIONS NETWORK IN CASE OF DISASTERThis study proposes an alternative network relatively simple and inexpensive that can be used for maintaining communications capabilities during major natural disasters and other emergency situations by introducing a system that utilizes Short Message Service (SMS) over Wireless Mesh Sensor Networks (WMSNs). To create this WMSN we propose a system using the water level sensors.IAHR, 2014年08月, 11th International Conference on Hydroinformatics HIC 2014, 104, 284 - 284, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- In summer, localized heavy rainfall in a short time on Kofu Basin is caused by a cumulonimbus cloud. We analyzed the characteristics of distribution and preceding surface conditions of cumulonimbus clouds appeared on Kofu Basin using X-MP radar and surface observation data from July to September in 2012. The frequency of the cumulonimbus clouds appeared on Kofu Basin was low. However, the rainfall amount brought by such a cumulonimbus cloud was large. The first appearance of cumulonimbus clouds concentrated from east side to center of Kofu Basin. Before the appearance of a cumulonimbus cloud, south-southwesterly wind with warmish and moist air from the inlet of the valley on southwest side of Kofu Basin and southeasterly wind with warmish and semimoist air crossing the mountains on east side of Kofu Basin co-existed at surface on Kofu Basin with warm and low moist air. The winds formed the convergence and the airs formed the conditional instability on Kofu basin, which formed the environment of the appearance of a cumulonimbus cloud on Kofu Basin.土木学会, 2014年02月, 土木学会論文集B1（水工学）, 70(4) (4), 889 - 894, 日本語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 本研究では雷のメカニズムを解明するために気象用Xバンド偏波ドップラーレーダーで得られるレーダー反射因子および粒子判別結果と雷探知装置で得られた雷の放電経路を3次元画像処理ソフトで重畳し同期させて，雲の構造と雷の放電に関して調査した．本研究の成果として，高時間分解能のレーダーと雷探知装置を3次元画像解析ソフトによって重畳して，放電開始地点や放電経路上でのレーダー反射因子の大きさや，降水粒子の種類を特定することが可能になった．それによって放電経路上ではレーダー反射因子がそれ以外の場所よりも統計的に大きいことを示した．また，放電開始地点では霰と氷晶からなるボリュームが支配的であることを示した．この結果は，Takahashi（1978）の霰と氷晶の接触による電荷分離が要因であるとする着氷電荷分離機構説を支持する結果となっていた．水文・水資源学会, 2014年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 27, 100084 - 100084, 日本語
- 火山灰に起因する土石流は火山活動が収束した後も長期間継続して発生し，火山活動の中で最も被害が大きく，何らかの対策を講じる必要がある．土石流の発生頻度と火山灰の堆積量には相関があると言われており，堆積量を推定することで土石流発生の予測精度を向上させることができる．しかし，いつ土石流が発生するかが分からないことや，そもそも立ち入り禁止区域になっていることによって堆積量を直接的に測定することは困難である．そこで，整備が進められているXバンドMPレーダーを用いて遠隔から安全に噴煙を観測して，山体に堆積する火山灰の量を推定することが本研究の目的である．MPレーダーは従来のレーダーと比べ，水平偏波だけでなく垂直偏波でも観測ができ，様々なパラメータを得ることができる．本研究では，このパラメータの相関から浮遊する火山灰の量を測定し，堆積量を推定することに繋げようと試みている．ここでは，一例としてレーダー反射因子と空気中に浮遊する火山灰の単位体積当たりの質量の相関を示した．水文・水資源学会, 2014年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 27, 100117 - 100117, 日本語
- 山梨県富士北麓地域での水資源の収支を捉えるため，その導入部にあたる降雨量について，昨年度は 富士北麓地域を対象とした単一のXバンドMPレーダによる降雨量推定を試みた。しかし単一のXバンドMPレーダによる降雨量推定では，空白域が見られたことや水資源を考える上で富士山全体の降雨を把握することが重要であると考え，今回複数のXバンドMPレーダを用いた富士山全体の降雨量推定を行った。水文・水資源学会, 2014年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 27, 100080 - 100080, 日本語
その結果，2013年7月23日の対流性降雨事例では複数のXバンドMPレーダのデータを用いることで富士山全体の積算降雨量分布を緻密に捉えられること分かった。また複数のXバンドMPレーダから求められた推定誤差は，対流性降雨事例と層状性降雨事例のどちらにおいても気象庁Cバンドレーダのデータよりも低いことが把握でき，複数のXバンドMPレーダを用いた降雨量推定の有用性を示すことができた。 - ゲリラ豪雨といわれる局地的な豪雨が多発する中，各鉄道会社は豪雨時に列車を徐行させたり，停止させたりするなどの対策をとっている．その運転規制の判断は沿線に設置された鉄道雨量計で観測された雨量を基準に行われている．しかし，鉄道雨量計はある鉄道会社の場合およそ13km間隔で設置されており，局所的な降雨を捉えることができない．水文・水資源学会, 2014年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 27, 100082 - 100082, 日本語
そこで本研究では，1km四方のデータである解析雨量を判断の指標に加えることを考えた．解析雨量は気象レーダーのみの場合よりも雨量計の値に近いとはいえ，まだ鉄道雨量計との間に誤差があり，不確実性を持っているといえる．そこで過去の雨量を統計的に扱い，解析雨量の誤差を確率的に検証することで不確実性を持った解析雨量を用いた際の運転規制判断への影響を検証した．
検証の結果，ほとんどの場合，解析雨量を用いても規制値を超えるか超えないかの判断をはっきりと行うことができることが分かった．また局所的な降雨を確かに捕捉できていることも確認できた．概要には時間雨量の検証のみを記載したが，発表会では積算の雨量も考慮した検証を発表する． - 近年，局地的集中豪雨，台風等による気象災害が問題となっており，その一例として河川増水による浸水被害が挙げられる．河川増水による浸水被害を抑制するためには，河川上流に位置するダムによる洪水調節の最適化が重要である．そこで本研究では，2013年台風第18号（MAN-YI）による一連の降雨時における桂川上流の日吉ダムの放流操作に動的計画法（DP），確率動的計画法（SDP）を用い，気象庁の週間アンサンブル数値予報GPVを導入することにより，事前放流を考慮したダムの放流操作の最適化の検討を行った．その結果， SDP，DPによるダムの放流操作は，週間アンサンブル予報の予報精度がある程度高ければ，実際の操作よりも洪水調節効果が高くなるが，予報精度が低ければ実際の操作よりも洪水調節効果が低くなる可能性があることがわかった．また，週間アンサンブル予報を用いて事前放流を行い，降雨が始まればダムの流入量，下流の流量を見ながら適宜ダムの放流操作を修正する提案手法においても十分に洪水調節効果を高めることができると示された．水文・水資源学会, 2014年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 27, 100098 - 100098, 日本語
- 本研究は氷粒子のレーダー観測技術向上のための，氷粒子の長軸を直径とした球状氷粒子のレーダー反射因子を表現するために実際の氷粒子のレーダー反射因子に加えるべき補正誤差について調査を行う． 梅雨期の沖縄本島を観測対象として，RHI（Range Height Indicator）による雲内部の鉛直断面の観測を行うと同時に，粒子を直接観測できる機器（ビデオゾンデ）を取り付けたバルーンを雲の中に放球する．ビデオゾンデによって直接撮影された氷粒子画像から仮想のレーダー反射因子を計算して，氷粒子とレーダーの偏波パラメータとの間の物理的な意味を調査する．また本研究では，ビデオゾンデの仮想のレーダー反射因子の妥当性の検証として，ビデオゾンデとレーダーを用いた雲内部の鉛直観測における観測的特徴の違いを地上付近の雨の観測をもとに分析し，ディスドロメータの雨滴データも導入してそれぞれの観測特徴を明らかにする．発表時には，ビデオゾンデの仮想のレーダー反射因子の妥当性の検証及び補正誤差の調査結果について示す．水文・水資源学会, 2014年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 27, 100085 - 100085, 日本語
- A 1-month-long observation of the Ciliwung River, which flows through Jakarta in Indonesia, has revealed evidence of the persistent existence of a diurnal cycle in the water level of a tropical river. This was consistent with the diurnal cycle in rainfall observed by meteorological radar and five rain-gauge stations. The river’s diurnal cycle was distinguishable from the effectMeteorological Society of Japan, 2014年, SOLA, 10(1) (1), 141 - 144, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 冬季に日本の太平洋沿岸から南海上を通過する南岸低気圧に伴う層状性降水システムにより，降雨または降雪が広い範囲にもたらされる．特に日本の太平洋沿岸では，南岸低気圧の進路や大気の状態のわずかな違いにより，地上にもたらされる降水形態が異なる．降水形態の判別には，地上の降水形態の変化と対応づけた層状性降水システムの構造の変動を捉えて知ることが必要とされる．本発表では，２０１３年２月１８日に静岡域で降雨，甲府盆地で降雪から降雨への変化をもたらせた南岸低気圧に伴う層状性降水システムのＸ－バンドマルチパラメータレーダー（以下，国交省ＸＲＡＩＮとＵＹＲ）により観測された事例を報告する．甲府盆地内において，ブライトバンドの地表付近の出現からその高度の上昇が観測された．それに対応するように，甲府での地表での降水形態は降雪から降雨への変化を示した．またブライトバンドは，駿河湾上空で高度２ｋｍ，甲府盆地上空で高度１～１．５ｋｍと，駿河湾上から甲府盆地に向かって高度が減少する構造をしていたと言える．以上から，南岸低気圧に伴う層状性降水システム内において，低高度でのブライトバンドの下層での出現とその高度の変化が，地上の降水形態の決定に寄与していると考えられる．そして、そのブライトバンドの変動を盆地内や沿岸の低標高に設置されるＸ－バンドマルチパラメータレーダーにより捉える事が，南岸低気圧に伴う層状性降水システム中の降雪と降雨の簡易な判別を可能すると考えられる．水文・水資源学会, 2013年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 26, 120 - 120, 日本語
- 山梨県の富士北麓地域では、生活・産業用水のほぼ全てが地下水に依存しており水産業も盛んであることから、水資源の収支を捉え、将来的な水の安定的確保が急務の課題となっている。そこで本研究では水資源の導入部にあたる降水量の高精度かつ定量的な把握を目的とした検討をはじめた。 山梨大学で運用しているXバンドMPレーダと気象庁のCバンドレーダの降水強度から計算された推定降水量と富士北麓に設置している地上雨量計データとを比較し、精度の検証を行った。 その結果、2012年8月17日の対流性降雨の事例ではXバンドMPレーダで推定された10分毎の雨量値及び積算雨量値は地上雨量値との相関が高く、精度よく推定できていることが分かった。また2012年8月14日の層状性降雨の事例についてもXバンドMPレーダで推定された積算雨量値はCバンドレーダよりも地上雨量値との乖離が小さく、有用性を示すことができた。水文・水資源学会, 2013年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 26, 114 - 114, 日本語
- XバンドMP（Multi Parameter）レーダー（中心波長3.2cm，覆域約64km）は，気象庁のCバンドレーダー（中心波長5.7cm，覆域約120km）に比べ細かい降雨情報が取得可能であり，さらに水平偏波に加えて鉛直偏波を用いることで様々なパラメータを得ることを可能とし，全国的に導入され防災への活用が期待されている．しかし，山梨県では甲府盆地という山岳地域に囲まれた独特の地形により，レーダービームの遮蔽等により十分な精度を見込めず，XバンドMPレーダーによる降雨量推定には未だ多くの課題が残ることが指摘されている．本研究では，山梨大学が所有するXバンドMPレーダー（以下UYレーダー）から得られた降雨量推定値と地上雨量計での観測値を比較することでUYレーダーの精度評価を行った．その結果，雨の降り方によって推定精度にばらつきがあることがわかった．層状性の降水事例においては，低仰角のレーダーデータが取得可能な地点ではレーダーサイトから遠く離れた地域でも精度よく観測されていることがわかった．水文・水資源学会, 2013年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 26, 116 - 116, 日本語
- Assessing the Uncertainties of Radar Rainfall Prediction and Runoff Simulation Parameter: Toward an Operational Ensemble Flood Forecasting in Urban River BasinUrban river basins are vulnerable to floods due to intense rainfall, and hence posing a danger to communities. Non-structural flood measures, including forecasting and warning are indispensable to complement structural measures. Nonetheless, predictability of flash flood events is considered limited because of high spatial and temporal variability. In this research, uncertainties in the short torrential rainfall and its corresponding flood in urban river basin are explored. Uncertainty in rainfall prediction is assessed by developing ensemble prediction system. Initial condition of the translation model is perturbed based on advection vector incorrectness. An updating scheme is introduced to provide more reliable rainfall short-term prediction. Parametric uncertainty of the CDRMV3 distributed hydrological model is analyzed by perturbing the model parameters with scalar multiplier. Two sensitive parameters of the rainfall-runoff model are each perturbed five times within their physical bounds. The range of uncertainty generated by ensemble prediction and their potential for obtaining flood risk estimates is demonstrated. Understanding sources of uncertainties of complex dynamic systems and communicating the predictive uncertainties remain challenges in using ensemble operationally. Yet, the proposed system employing a fix number of members allows for a simple system, which is essential in the flash flood warning context. The approach is demonstrated through case studies in Sumiyoshi River Basin Japan, which passes through a highly urbanized area in Kobe City, Japan. Verified with observed data, the combined input-parameter ensemble could serve as a reliable and effective system for operational flood disaster prevention in urban area. The advantages of ensemble prediction over the single deterministic forecast are demonstrated. Uncertainty assessment in rainfall-runoff model parameters gives important information regarding the potential of flooding. The ensemble technique is less sophisticated and easier to be communicated to non-expert users in the operational systems. It could be a useful approach to manage the uncertainty in the flood short-term prediction in urban river basin and elevate the public security from the flash flood threat.TSINGHUA UNIV, 2013年, PROCEEDINGS OF THE 35TH IAHR WORLD CONGRESS, VOLS III AND IV, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Ensemble short-term rainfall–runoff prediction and its application in urban flood risk mappingThis paper describes the ensemble approach to account for the uncertainty in both rainfall and hydrological short-term prediction. The range of probabilistic products generated by ensemble prediction and their potential for obtaining flood risk estimates is demonstrated. An ensemble rainfall prediction is developed by perturbing the initial condition of the radar echo extrapolaIAHR, 2013年, IAHR Red Book, 357, 308 - 319, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Effects of soil moisture on a summertime convective rainfall over a mountainous area and its contiguous plain in central JapanIn this study, two numerical experiments of convective rainfall observed on 15 August 2001, in central Japan, were conducted using a cloud-resolving, land atmosphere coupled model to investigate the effect of initial soil moisture on short-term weather phenomena. The first experiment, called WET, used the wettest soil condition observed in August 2001 as the initial soil moisture value. The other experiment, called DRY, used the driest condition in August 2001 as its initial soil moisture value. A comparison of the results for WET and DRY showed that a drier soil-moisture condition led to higher rainfall over both the mountainous region in central Japan and Nobi Plain. Greater differences in rainfall amounts were found over the plain than over the mountainous region. The difference in near-surface convergence and atmospheric stability caused by local circulation was found to play an important role in transmitting the variation in soil moisture to rainfall.INT ASSOC HYDROLOGICAL SCIENCES, 2013年, CLIMATE AND LAND SURFACE CHANGES IN HYDROLOGY, 359, 246 - 252, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- The effects of soil moisture on a summertime convective rainfall over mountainous area and its contiguous plain in central JapanIn this study, two numerical experiments of convective rainfall observed on 15 August 2001, in central Japan, were conducted using a cloud-resolving, land-atmosphere coupled model to investigate the effect of initial soil moisture on short-term weather phenomena. The first experiment, called WET, used the wettest soil condition observed in August 2001 as the initial soil moisture value. The other experiment, called DRY, used the driest condition in August 2001 as its initial soil moisture value. A comparison of the results for WET and DRY showed that a drier soil-moisture condition led to higher rainfall over both the mountainous region in central Japan and Nobi Plain. Greater differences in rainfall amounts were found over the plain than over the mountainous region. The difference in near-surface convergence and atmospheric stability caused by local circulation was found to play an important role in transmitting the variation in soil moisture to rainfall. Copyright © 2013 IAHS Press.IAHS, 2013年, International Association of Hydrological Sciences Publication, No.359, 359, 246 - 252, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Study on Optimization of the Integrated Dam Operation Using Ensemble Prediction in the Upper Reaches of the Nabari RiverOne week ensemble weather forecast issued by Japan Meteorological Agency has been introduced into integrated operation of multi-reservoirs system in order to develop a short term flood control model which reduces the water level of the river. Stochastic dynamic programming has been applied for decision making of releasing water from three reservoirs with the One week ensemble weather forecast. A flood happened in Nabari river basin where river authorities conducted their integrated operation of multi-reservoirs without the ensemble forecast was selected as a case study. Water level calculated by the proposed method has been compared with the result of actual decision made by authority, one calculated under ideal condition of hundred percent weather forecasting and one following a procedure of dam operation rule. Then the proposed method obtained the best optimization.TSINGHUA UNIV, 2013年, PROCEEDINGS OF THE 35TH IAHR WORLD CONGRESS, VOLS III AND IV, 10438 - 10447, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- This study investigates an interdisciplinary scenario analysis to assess the potential impacts of climate, land use/cover and population changes on future water availability and demand in the Srepok River basin, a trans-boundary basin. Based on the output from a high-resolution Regional Climate Model (ECHAM 4, Scenarios A2 and B2) developed by the Southeast Asia-System for Analysis, Research and Training (SEA-START) Regional Center, future rainfall was downscaled to the study area and bias correction was carried out to generate the daily rainfall series. Land use/cover change was quantified using a GIS-based logistic regression approach and future population was projected from the historical data. These changes, individually or in combination, were then input into the calibrated hydrological model (HEC-HMS) to project future hydrological variables. The results reveal that surface runoff will be increased with increased future rainfall. Land use/cover change is found to have the largest impact on increased water demand, and thus reduced future water availability. The combined scenario shows an increasing level of water stress at both the basin and sub-basin levels, especially in the dry season. © 2012 Springer Science+Business Media B.V.2012年03月, Water Resources Management, 26(5) (5), 1387 - 1407[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2012年03月, 土木学会論文集B1（水工学）, Vol.68,No.4, I_355-I_360, 日本語X-バンドMPレーダ観測による盆地を囲む山岳斜面での降雨分布と降雨増幅機構の解析[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2012年03月, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering), Vol. 68, No.4, I_139-I_144ENSEMBLE FLOOD PREDICTION BY CASCADING THE UNCERTAINTY FROM RAINFALL TO RUNOFF SHORT-TERM PREDICTION[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The concept of developing a web-based platform for arranging, storing, and geospatial visualization of hydrological data with a goal of research collaboration is presented. The platform, which will help researchers arrange their own data and visualize data from observational stations in their area of interest, will be a working environment for planning and conducting research activities.THE JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY AND WATER RESOURCES, 2012年03月, Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering), Vol. 68, No.4, pp.I_151-I_156, 72 - 72, 日本語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2012年, SOLA, 8, 001-004, 英語研究論文（学術雑誌）
- In the present study, a stationary convective system persisting for approximately six hours over the Asagiri Highland adjoining Suruga Bay, Japan, on 28 July 2010 was investigated primarily using primarily X-band multi-parameter radar observation data. Over the Asagiri Highland with the moist southerly wind from Suruga Bay associated with thermally induced local circulations, 5MSJ, 2012年, Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II, 90(5) (5), 807 - 831, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- A new videosonde receiving system consisting of two receiving antennas for a set of videosonde and GPS radiosonde has been developed. The antenna for the videosondes is controlled by a GPS slave method, in which the antenna elevation and azimuth are processed every second using GPS location data obtained from a GPS radiosonde attached to the videosonde. The results of the first experimental flight conducted in Okinawa as part of a synchronized observation campaign of a C-band polarimetric radar and videosondes reveal successful reception of clear images of precipitation particles in clouds. © 2012, the Meteorological Society of Japan.2012年, SOLA, 8(1) (1), 1 - 4[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Advanced Usage of GPS Slant Delay for Detecting Water Vapor Variation Over the Osaka bayWater vapor is one of the most important meteorological variables for weather forecasting. Continuous GNSS estimation of wet tropospheric delay is one of the key techniques for detecting rapid changes of water vapor. Water vapor comes from the ocean in Japan. Therefore, observing the water vapor by GNSS on the sea, especially coastal area is required. Moreover, After Great EastION-GNSS, 2012年, 25th International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation, 5, 3392 - 3397, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2011年03月, Proceedings of International Conference on Mesoscale Convective Systems and High-impact Weather (ICMCS-VIII), 英語Structure of a Cumulonimbus Cloud Maintained for a Long Time over a Slope between Mountains in Summer Season研究論文（学術雑誌）
- 2011年03月, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, Vol. 55, 2011, CDROM, 英語Singular Vector Method on Short Term Rainfall Prediction Using Radar And Distributed Hydrological Model[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年03月, 水工学論文集, Vol 54, pp. 625-630, 日本語再現ビデオを用いた防災教育に対する児童の記憶の持続性と意識の把握に関する研究[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年03月, 水工学論文集, Vol 54, pp. 673-678, 日本語鉱物組成を用いた富士川流域における土砂 生産源推定に関する基礎研究[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年03月, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, Vol 54, pp. 205-210, 英語THE ESTIMATION OF GROUNDWATER EXCHANGE IN AYDARKUL-ARNASAY LAKE SYSTEM BY A LAKE WATER BALANCE MODEL[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年03月, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, Vol 54, pp. K1-K6, 英語PROGRESSIVE WATER RESOURCES MANAGEMENT BASED ON SYSTEMATIC APPROACHES[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2010年03月, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, Vol 54, pp. 121-126, 英語IMPROVING FLOOD SIMULATION IN URBAN RIVER BASIN USING X-BAND POLARIMETRIC RADAR AND DISTRIBUTED HYDROLOGICAL MODEL[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2009年9月4日に山梨大学X-バンド二重偏波ドップラーレーダーで観測された強雨域(HRA)1を例に、偏波間位相差変化率(KDP)の分布の特徴を反射強度(ZH)と共に調べた。HRA1は、高度4km以下に50dBZ以上のコア、そして高度7.5 kmまで伸びる45dBZ以上のZHを伴った。高度4km以下のZHのコアに対応した 最大で6 deg/km以上を伴うKDPのコアが存在した。高度5km以上では、0～1 deg/kmのKDPがZHの分布に対応せず広く分布した。また0℃高度を含む高度4～5kmでは、KDPが急激に増加する上層から下層への勾配が見られた。以上からHRA1について、KDPにより雨滴で構成される構造を示すこと、固相の降水粒子で構成される構造を明確に示さないこと、そして融解層を挟んだ固相の降水粒子から雨滴への分布の遷移を反映することが示唆された。水文・水資源学会, 2010年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 23, 18 - 18, 日本語
- 本研究では，山梨大学X-バンド二重偏波レーダーを用いて，2009年の観測開始から現在までのデータを収集した．そして，そのデータを解析することにより，降雨量情報推定に関する精度の検証，推定差に関する考察を行った．推定方法にはレーダーが受信する電力から算出される反射因子ZH，受信される位相情報から算出される伝搬位相差変化率KDPを用いた．その結果，KDPによる降雨量推定はZHのものに比べ降雨減衰の影響を受けにくかった．またアメダスとの比較より，9月4日において降雨量推定は高精度の結果が得られた．しかし，10月8日における推定精度はあまり良い結果ではなかったことから，KDPを用いた山梨県内における降雨量推定方法にはまだ課題があると考えられる．また，雨の降り方や強弱によっても推定精度にばらつきがあることがわかった．水文・水資源学会, 2010年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 23, 107 - 107, 日本語
- 本研究では山梨大学の二重偏波ドップラーレーダーを用いて，短時間の定量的降雨予測における精度不足の要因の一つとされる降雨の落下過程の解明について考察する．レーダーエコーの強い部分における鉛直からの傾き（以下では仰角と称する）に着目し，各高度の雨滴の落下速度とドップラー速度を用いて仰角を表現するモデルを開発した．2009年8月2日の事例を用いて，モデルの結果と観測したエコー画像を比較したところ，エコーの仰角の時間変化をよく表現することができた．この結果から，強エコーの傾きは雨域の移動速度に対する各高度の相対的な速度差から形成されていることが示唆された．水文・水資源学会, 2010年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 23, 108 - 108, 日本語
- 本研究では，メコン河全域を対象として，衛星観測全球降水量データセットを用いて土砂生産量を算出する．地上観測降水量からの推定値と土砂生産量の観測値との比較により，衛星観測データの有用性を検討する．衛星観測データはGPCPとGSMaPから日降水量を入力値として，土砂生産量モデルUSLEで年間土砂生産量を算出した．その結果，ティーセン法で補完した地上観測値を用いる場合と大きく変わらない土砂生産量が算出され，最もらしい分布が得られた．またKhon Kaenにおける観測値と比較したところ，GPCPとGSMaPからは良い精度が得られた．USLEでの使用に関しては，衛星観測降水量データの有用性が示唆された．水文・水資源学会, 2010年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 23, 86 - 86, 日本語
- Impact of Uncertainty of Polarimetric Radar-Rainfall Inputs on Distributed Hydrological Model in Urban River BasinIntegrating the high-resolution estimation of rainfall input from X-band polarimetric Doppler weather radar to the distributed hydrological model offers an improved storm event simulation in urban river basin. Uncertainties are inherent in radar-rainfall observation, and they may propagate into final peak flood estimates. This study investigated the influence of systematic and random error in radar-rainfall input on the performance of the distributed hydrological model. The analysis reveals that the model performance is less affected by systematic error of R(Z(KDP)) estimator. The Normalized Peak Error introduced by the feature of R(Z(H)) and R(KDP) is in the range of - 12.3% to 115.7%, and 5.8% to 66.1% respectively. Perturbed radar-rainfall data with random error intensity exceeding 0.3 is detrimental to the model performances. Analysis of sensitivity has shown that a higher sensitivity of hydrological model performance with respect to the overestimation than to the underestimation of rainfall input.WORLD ACAD UNION-WORLD ACAD PRESS, 2010年, PROCEEDINGS OF 2010 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL SCIENCE AND DEVELOPMENT, 491 - 495, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Inundation Model Integrating with X-Band Polarimetric Radar for Flood Disaster Prevention in Urban AreaThis paper introduces a development of integrated system for flood inundation mapping in urban river basin by integrating radar observation and inundation model. An accurate high-resolution estimation of rainfall from X-band polarimetric radar was supplied to distributed hydrological model to simulate flood hydrograph due to severe rainfall. Flood stage hydrograph was obtained from 1-D flood routing model. An inundation map was produced by 2-D inundation model for highly urbanized area which considers the spatially distributed rainfall input from radar. An absorbing boundary condition is applied to the inundation model in conjunction with the explicit MacCormack and artificial viscosity scheme. The model was applied to simulate and to evaluate the past storm events in Kofu city, Japan. The validated hydrological model can reasonably simulate flood hydrograph using radar-rainfall estimates. Compared to observed inundation, the model was satisfied to provide a flood hazard map in dense urban area. The system would be useful for local government effectively plan the appropriate countermeasures.WORLD ACAD UNION-WORLD ACAD PRESS, 2010年, PROCEEDINGS OF 2010 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ENVIRONMENTAL SCIENCE AND DEVELOPMENT, 248 - 253, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- The impact of climate change on local discharge variability is investigated in the Kone River basin located in Central Vietnam. In this study, historical and predicted river discharge trends are discussed. The predicted discharge is simulated using the BTOPMC model based on the A1B scenario as a scientific basis for socioeconomic development and integrated water resource management in the Kone River basin, during the period 2011-2034. During the period 1979-2007, annual discharge in the Kone River basin trended upwards slightly. However, both maximum and minimum discharges declined. The results of the predicted discharge under the A1B scenario suggest that river flow will increase slightly in the Kone River basin in the future. Both annual and flood season discharges will tend to increase during the period 2011-2034. In contrast, discharge during the low flow season will tend to decrease over the same period. For the period 2011-2034, the discharge volume in the Kone River will increase by 3%, in comparison with the period 1980-1999. Water volume will decrease by about 18.6% during the flood season and increase by approximately 90.0% during the low flow season relative to the period 1980-1999. © IWA Publishing 2011.2010年, Journal of Water and Climate Change, 1(4) (4), 269 - 279, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- In order to evaluate clearly the state of water resources in the Srepok River basin - a typical rural area in South-East Asia, a Modified Water Poverty Index (MWPI) was developed. Indicators of five components of MWPI were evaluated using the benchmark approach. The cross-correlation among indicators of each component as well as among components were checked; and the high-correlated indicators were eliminated. The calculated MWPI and its components were then mapped and analysed to three different scales (basin, sub-basin and district). From the overall MWPI score, a general conclusion was drawn on the water poverty situation in the basin. The results reveal the variation of water poverty across the basin with the overall MWPI of 64.8, indicating that the basin is in a 'medium-low' water-poor situation. 'Access' and 'Capacity' components are observed to be the main causes of the water problem in the basin. There is a high disparity among the five components of MWPI when spatial and temporal variation of variables is taken into account. It is recommended that the state of water resources should be assessed based on the components rather than the composite index. The differences that scales make indicate the importance of selecting an appropriate scale for water resources assessment. By using the benchmark approach, the pertinence of MWPI results are improved and the potential for wider applicability can be extended. By examining the indicators in the five components, a policy for water development and management is proposed and specific interventions recommended. This result can provide useful information for decision-makers in prioritizing investments in the water sector. © 2010 International Association for Hydro-Environment Engineering and Research.2010年, International Journal of River Basin Management, 8(3-4) (3-4), 305 - 317, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The objective of the study is to develop a GIS-based water infrastructure inventory (WII) for water resources assessment in the upper Srepok basin, Vietnam. The water availability and demand were estimated using common methods. Different water scarcity indicators were estimated to examine the water situation at district level under present and future conditions and future water development needs are assessed. Results reveal that the aggregated information on the basin scale misleads the issue of water situation, especially the scarcity at local level due to high spatio-temporal variations of water resources availability and demands. Most districts in the study basin will experience severe water scarcity in 2010 and 2020 in both physical and economic terms. Generated data from the WII shows very low percentage of water withdrawals in several districts with respect to available resources. Therefore, to meet future demand, significant investment in water infrastructure is needed.THE JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY AND WATER RESOURCES, 2009年07月, Hydrological Research Letters, 3, 27 - 31, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Tonle Sap Great Lake, in the lower Mekong River basin, contributes 60% of Cambodia's inland fisheries catch. There are four types of fisheries, including the middle-scale fishery. The major species comprising the middle-scale fishery are Henicorhynchus spp. (16%), a small-bodied fish caught mainly with small-mesh nets, and Cyclocheilichthys enoplos (13%), and Channa micropeltes (7%) which are caught with a variety of gear. Here we apply the Schaefer surplus production model to the middle-scale fisheries using monitoring data collected between 1995 and 1999. Model simulations determined that the maximum sustainable yield (FMSY) for Henicorhynchus spp., was obtained with the use of 47,206 gillnets (mesh size < 50 mm) and 4269 and 1605 fishing boats for C. enoplos and C. microplestes, respectively. Over 1995-1999, there was a strong trend of increase in fishing effort and decrease of catch-per-unit-effort in the waters of Pursat, Siem Riep and Kampong Chnnang provinces. These provinces have large population centres located close to the fishing grounds; fishing in these areas should be more strictly regulated. © 2009.2009年06月, Journal of Great Lakes Research, 35(2) (2), 169 - 174[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2009年05月, Polskie Towarzystwo Informacji Presestrzennej, Vol.35, No.5ASSESSMENT OF HALOPHYTIC VEGETATION TO IMPROVE LIVESTOCK FEEDING RESOURCES ON SALINE DESERT RANGELANDS[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2009年03月, 土木学会水工学論文集53, pp.31-36．, 日本語長期水文・気象データおよび衛星データを用いたアラル海流域における水循環の解析[査読有り]
- 2009年02月, 土木学会水工学論文集, 53, 361 - 366, 日本語偏波レーダーとビデオゾンデの同期観測および降水粒子タイプ判別[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 本研究は，メコン河流域全体を対象とし流出モデルYHyM/BTOPMC及び河床変動シミュレーションモデルを用いて，気象研究所の温暖化実験結果データ（A1Bシナリオ，現在気候）を適用した．その流量，浮遊砂濃度の計算結果から気候変動時のメコン河流域の土砂動態の変化を検討した．Chiang Saenにおける流量からは，A1Bシナリオでは量的な変化は見られない．浮遊砂濃度では，A1Bシナリオが現在気候より大きな値をとり，ウォッシュロードが増加することが示唆された．USLEを用いて算出された上流部での土砂生産量は，下流部と比べると約10倍大きく，またA1Bシナリオの生産量は，現在気候の約2倍であった．気候変動時には上流部（急斜面地域）の土砂生産量が大きくなり，これが下流部の土砂動態に影響を与えることが分かった．水文・水資源学会, 2009年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 22, 100 - 100, 日本語
- 水文・水資源学会, 2009年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 22, 97 - 97, 日本語
- 近年では，一度の降雨イベントでの降水量が増加してきているといわれている．そのような背景において，可能最大降水量（Probable Maximum Precipitation: PMP）を算出することは洪水防御対策の策定の一助になると考える．本研究では，上空雨水量と地上降雨量との関係を考慮することにより，より正確なPMP推定に繋がると考え，GSMaP(Global Satellite Mapping of Precipitation)プロジェクトで算出された全球降水量であるGSMaP_MWRデータを用いて月可能最大降水量を算出する．GSMaP_MWRデータから海上における雲クラスターを抽出し，CMAP (CPC Merged Analysis of Precipitation)の海岸付近の降水量データと比較して，雲クラスター生起回数と豪雨の発生との関係を考察し，その関係を用いて全球のPMP推定を行う．水文・水資源学会, 2009年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 22, 92 - 92, 日本語
- レーダーを用いて測定されるブライトバンド厚さから降雨時の高層での最大雪片粒子粒径を推定することを目的として研究を行った．2007年に沖縄県でビデオゾンデ観測を含めた観測プロジェクトを行ってデータを収集した．ビデオゾンデによって観測された最大雪片粒子に松尾・佐粧が提案した粒子融解モデルを適用し，融解開始から融解完了までの融解高度区間を算出した．そのモデルから得られた融解高度区間とレーダーによって観測されたブライトバンドの厚さを比較するとよく合っていることがわかった．このことからレーダーによって観測されたブライトバンドと，粒子融解モデルを利用することで降雨における最大雪片粒子の粒径の推定が可能であると考えられる．．水文・水資源学会, 2009年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 22, 96 - 96, 日本語
- The coral reef indices of biological integrity was constituted based on the reef check monitoring data. Seventy six minimally disturbed sites and 72 maximallv disturbed sites in shallow water and 39 minimally disturbed sites and 37 maximally disturbed sites in deep water were classified based on the high-end and low-end percentages and ratios of hard coral, dead coral and fieshy algae. A total of 52 candidate metrics was identified and compiled, Eight and four metrics were finally selected to constitute the shallow and deep water coral reef indices respectively. The rating curve was applied for each metric to identify two lower a and upper b threshold values. A set of scores 1.3 and 5 was used to score and narrate individual metric values. Each metric value at a site presented a poor. moderated or good condition of reefs. The index was calculated by averaging all selected metric scores. The overall site classification efficiencies were of 65.97 and 66,13% for shallow and deep waters respectively. Importantly, the strong negative correlation between indices and dynamite fishing -0.286 (p<0.01) and number of yacht within 1 km -0.185 (p<0.05) in shallow water and with poison fishing -0.279(p<0.05) and coral damaged by other factors -0.283 (p<0.05) in deep water indicated that coral reef indices were sensitive responses to stressors and can be capable to use as the coral reef biological monitoring tool. © 2009 Academic Journals Inc.2009年, Journal of Fisheries and Aquatic Science, 4(2) (2), 90 - 102[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- By using a simple ecosystem model, the study grasps the relationship between the change in inundated areas (water level and flood extends) and the level of fish production in the Tonle Sap Basin (TSB). The model produces the fish production trends that can reflect the changes in key parameters such as flood extent and relative fish area density. The results show the continued dominance of the opportunist/white migratory species in the TSB’s fish composition. It reconfirms the hydrological and biological linkages between the TSB and the Mekong River that require a cross-sectoral and cross-boundary integrated planning and development. © 2008 Taylor and Francis Group, LLC.2008年09月, International Journal of River Basin Management, 6(3) (3), 277 - 282[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 水文・水資源学会, 2008年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 21, 49 - 49, 日本語
- 本研究では、独立行政法人通信機構（NiCT）沖縄亜熱帯計測技術センターが所有する最先端レーダである沖縄バイスタティック偏波ドップラーレーダー（通称：COBRA）を利用して、降雨現象の詳細データを収集、解析することで、降雨現象のメカニズムを追及する。COBRA では（1）降水粒子の詳細な偏波特性の観察（2）降水粒子の判別（3）強雨時の減衰補正（4）グランドクラッタ除去（5）雨滴粒径分布の推定ができると考えられている。しかし、現状では（2）降水粒子の判別が十分できていない。そのため、COBRA による観測をMicro Rain Radarを用いて補完し、降雨のメカニズムを雨滴粒径分布の観測精度向上の観点から追及することで、自然災害（水害）の防止、もしくは軽減するような予報・予測精度の向上に役立てることを目的とする。水文・水資源学会, 2008年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 21, 48 - 48, 日本語
- ウズベキスタンとカザフスタンに広がるキジルクム砂漠は典型的な砂漠であり，なおかつ特徴的な気候条件と生態系を有している．砂漠にはオアシスが点在し，現地住民はそれらを作物灌漑に用いている．流域の水循環を理解することは持続的な農業を行う上で非常に重要であるといえる．現地研究者の間でも中央アジアの気温上昇が顕著であることが知られており，ここ100年の気温上昇は0.9-1.0度，25年で0.4-0.5度と認識されている．これはIPCCで議論されている全球平均値0.6度に較べて高い値である．ICBA試験農場では1日に2回ほど気温と湿度データを記録しているが，オアシスおよび乾燥地の水文過程を理解するには不十分であることから，気象・水文観測およびボーエン比法を用いた水・熱フラックス推定を2006年11月から行っている．水文・水資源学会, 2008年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 21, 4 - 4, 日本語
- During the last decade, leaders of the Mekong Countries have found it mutually advantageous to open up the Mekong Sub-Region (MR) for development and trade, which promises some degree of political stability and regional security. Within the present political, cultural, and economic dynamics, the Mekong River Basin (MRB) - one of the major international river basins in MR - is a powerful catalyst for regional cooperation that facilitates sustainable development and regional stability; if, that is, the effective management intervention is in place to make sure that the benefits and costs of river basin development are spread equitably and peacefully. Nonetheless, there are numerous stumbling blocks in achieving integrated and balanced MRB management, such as limited success in real basin wide planning, implementation and monitoring and a poor knowledge base for supporting informed decision making and, finally, political impediments. A workable and truly regional cooperative mechanism for integrated management of the MRB is yet to be developed, regardless of the existence of numerous regional institutions and organizations. The present paper proposes new schemes with (re)designing principles and performance determinants for a regional cooperative mechanism. © 2007 International Water Resources Association.2007年12月, Water International, 32(4) (4), 503 - 523[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2007年06月, Journal of Disaster Research, 2(3) (3), 134 - 142, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 京都大学防災研究所, 2007年04月, 京都大学防災研究所年報, (50B) (50B), 623 - 634, 日本語ブランタス川の支川レスティ川流域における降雨・土砂流出に関する研究研究論文（大学，研究機関等紀要）
- X-ray powder diffraction (XRD) is widely used for geological analysis of sediment samples. In this study a method for detecting sources of sedimentation using mineral composition obtained by the qualitative phase of XRD is proposed. Possible minerals matching resulted from the Hanawalt's searchmatch method were arranged into binary matrix of mineral composition of each sampling site. Hierarchical cluster analysis was grouped samples into clusters based on mineral similarity and yielded a dendrogram. Using information of sample's environment, the meaning of dendrogram was derived for sediment fingerprinting.Japan Society of Civil Engineers, 2007年, 水工学論文集, 51, 121 - 126, 英語
The result showed that sedimentation sources in the Sengguruh reservoir mainly come from 10-30° slope of the Lesti basin and cultivated area downstream of the Brantas origin. Comparing with the field observation and satellite data, a good correlation was obtained. - 中央アジアのアムダリア・シルダリア流域は，気温上昇の影響が大きい地域である．本発表では流域水循環の把握に向けて，現地プロジェクトICBA（International Center for Biosaline Agriculture；塩水を使用した乾燥域農業システム構築）と共同で行っている地表面モニタリングを紹介する．水文・水資源学会, 2007年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 20, 72 - 72, 日本語
- The Tonle Sap ecosystem of Cambodia is situated in the lower part of the Mekong River basin (MRB), the TS ecosystem water environment is influenced by 181,035 km(2) of its catchments and water inflow from 4000 km in length of the upper Mekong River. The water quality index (WQI) was developed based on seven environmental chemical factors of DO, NO3+NH4, TOTP, TSS, temperature, pH and conductivity at Kampong Luong monitoring station during the period 1995 - 2002. On PCA, among 15 candidate parameters, the six most variation parameters of 'concentration of TSS mg l(-1'), 'temperature C degree', 'conductivity mS m(-1)', 'ratio between N and P', 'average monthly variation of NO3+NH4N', 'average monthly variation of pH', were identified and selected to constitute the WQI. Each parameter was scored as 1, 3 and 5 and narrated, in order, as poor, fair and good conditions. The yearly WQI score was calculated from these six parameter scores in the relative year. The WQI showed that the highest score of 4.3 was in 1996, while the lowest scores were of 1.3 and 1.0 in 2002 and 1998. Importantly, the WQI was significantly (P < 0.05) correlated with the 'dai' fish catch (r(2) = 0.858) and the fish biological group 4 (r-species) (r(2) = 0.75) during the period 1995-2002 indicating that the index was sensitive to reflect the relation between water quality condition and fish production. Then the WQI should be considerably used as the biological monitoring toot for water quality - fish production assessment. The correlations (P < 0.05) between WQI and fish families of Gyrinocheilidae and Cyprinidae indicated these fish families should be considered to be used as the TS ecosystem water quality bioindicators.WIT PRESS, 2007年, Sustainable Development and Planning III, Vols 1 and 2, 102, 901 - 912, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- The Tonle Sap ecosystem of Cambodia is situated in the lower part of the Mekong River basin (MRB), the TS ecosystem water environment is influenced by 181,035 km2 of its catchments and water inflow from 4000 km in length of the upper Mekong River. The water quality index (WQI) was developed based on seven environmental chemical factors of DO, NO3+NH4, TOTP, TSS, temperature, pH and conductivity at Kampong Luong monitoring station during the period 1995 - 2002. On PCA, among 15 candidate parameters, the six most variation parameters of 'concentration of TSS mg 1-1, 'temperature C degree', 'conductivity mS m-1, 'ratio between N and P', 'average monthly variation of NO3+NH4N', 'average monthly variation of pH', were identified and selected to constitute the WQI. Each parameter was scored as 1, 3 and 5 and narrated, in order, as poor, fair and good conditions. The yearly WQI score was calculated from these six parameter scores in the relative year. The WQI showed that the highest score of 4.3 was in 1996, while the lowest scores were of 1.3 and 1.0 in 2002 and 1998. Importantly, the WQI was significantly (P<0.05) correlated with the 'dai' fish catch (r2 = 0.858) and the fish biological group 4 (r-species) (r2 = 0.75) during the period 1995-2002 indicating that the index was sensitive to reflect the relation between water quality condition and fish production. Then the WQI should be considerably used as the biological monitoring tool for water quality - fish production assessment. The correlations (P<0.05) between WQI and fish families of Gyrinocheilidae and Cyprinidae indicated these fish families should be considered to be used as the TS ecosystem water quality bioindicators. © 2007 WIT Press.2007年, WIT Transactions on Ecology and the Environment, 102, 901 - 912[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- It is very important for appropriate dam operation and disaster prevention to predict severe rainfall in mountainous region. For last several years, we have developed rainfall prediction system for the Kurobe-Valley, which is consist of steep mountains and valleys. The system has been already installed and used at the dam administration offices. The system had a weak point in terms of the rainfall prediction especially at the beginning of rainfall event. In this paper, we reveal that precipitable water vapor is related with rainfall event, and propose a new index which is applicable for the signal of the beginning of rainfall event for real-time estimation.Japan Society of Civil Engineers, 2006年, 水工学論文集, 50, 397 - 402
- 大規模灌漑によってアラル海が干上がった中央アジアのアムダリア・シルダリア流域は，20 世紀最大の環境破壊の一つに挙げられる．また年平均気温の上昇，過剰灌漑がもたらした塩類集積や過放牧による牧草地の衰退など，多くの問題が存在する．本研究では流域水循環の把握に向けて，長期衛星データを用いた対象流域における土地被覆とその変動傾向に関する解析および現地調査を行った．水文・水資源学会, 2006年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 19, 23 - 23
- In order to build a connection between former study of fine sediment yield and former study of rainfall system, the observation of raindrop size distribution and sediment yield has been made in the Lesti river basin that is a tributary of the Brantas river in Indonesia.Japan Society of Civil Engineers, 2005年02月, 水工学論文集, 49(2) (2), 1087 - 1092, 日本語
The following results were obtained. Rainfall energy work which are calculated by size distribution obtained by MRR has good relationship with rainfall amount obtained by a raingage. The energy which is used for calculating sediment yield is proven to be treated as linear to rainfall amount. On the other hand, the spatially non-uniform rainfall is shown in the Lesti river basin. The methods for treating the limited rainfall data is proposed in this study. Finally, the accumulation and erosion of sediment is observed in three points in the Lesti river basin. Moreover, main items which are important to estimate the sediment yield is picked up by the observation.[査読有り] - Hydraulic and morphological characteristics of the lower Mekong RiverThe hydraulic and morphological characteristics of the lower Mekong River were investigated. A concept “segment division” was used in this study. Based on the concept, data analysis was conducted using existing data collected. The average bed elevation, average water depth, river width, representative diameter of riverbed material, friction velocity, etc at each cross section at average annual maximum discharge were obtained and their longitudinal changes in the whole lower Mekong River were shown. As the results, in segment 3 from river mouth to downstream of Tan Chau, riverbed was horizontal and average width was 1,239 m. In segment 2-2 from Tan Chau to Kratie, riverbed slope was 1/25700, representative diameter of riverbed material was 0.17 ~ 0.76 mm (fine sand ~ coarse sand), and average width was 1,645 m. The relationship between the non-dimensional tractive force and representative diameter in the lower Mekong River in case of representative diameter 0.17 ~ 0.76 mm was clarified.Korea Water Resources Association, 2005年, 31st IAHR Congress 2005: Water Engineering for the Future, Choices and Challenges, 5091 - 5100, 英語研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Study on trends of fish resources in the Tonle Sap Basin - Their corelation with hydrological conditions of Mekong RiverThe study uses a simple ecosystem model to grasp the relationship between the change in inundated areas (water level and flood extend) and the level of fish production in the Tonle Sap Basin (TSB). The model produces the fish production trends in the TSB that can be refined to reflect the changes in key parameters such as flood extends and relative area density. It reconfirms the importance of the hydrological and biological linkages between the TSB and the Mekong River Basin, since over 60% of the fish catch in the TSB is contributed by the white fish (opportunist and non-opportunist) that migrates from the other parts of the Mekong River. It is a typical issue requiring a cross-sectoral and cross-boundary integrated planning and development.Korea Water Resources Association, 2005年, 31st IAHR Congress 2005: Water Engineering for the Future, Choices and Challenges, 4453 - 4462, 英語研究論文（国際会議プロシーディングス）
- The lifetime of Sengguruh and Sutami reservoirs have been evaluated based on erosion and sedimentation rate calculated using combination USLE (Universal Soil Loss Equation) method with distributed model in GIS. The sedimentation calculated by distributed model shows a good approximation comparing with the echo-sounding data. Results show that annual sedimentation in the Sengguruh reservoir is predicted around 2, 148, 000 ton, while Sutami reservoir is around 1, 707, 600 ton. Comparing with the echo-sounding data from those reservoirs, the error percentages in volume of sedimentation are 9.5% and 13.6% respectively. Their effective storages are predicted full of sediment in 2.78 years and 147.6 years. Finally, the verification indicated that the proposed method is well applicable to predict the erosion-sedimentation and to evaluate the reservoir lifetime in this basin.Japan Society of Civil Engineers, 2005年, 水工学論文集, 49, 1063 - 1068, 英語
- 本研究はトンレサップ流域における氾濫地域の変化（水位と氾濫範囲）と漁獲量との関係を把握するために簡単な生態系モデルを使う．そのモデルはトンレサップ流域における漁獲量トレンドを再現する．漁獲量トレンドは洪水範囲や相対面積密度のような主要パラメーターの変化に反映される．モデルはトンレサップ流域のオポチュニスト種の卓越性を示す．また，トンレサップ流域における漁獲量の60％以上がメコン河の他の地域との行き来をする白い魚であることから，トンレサップ流域とメコン河流域との水文学的，生物学的連結の重要性が再確認される．これはセクター間，境界間の総合計画及び開発を必要とする問題である．水文・水資源学会, 2005年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 18, 5 - 5
- 本論文はメコン河流域における水力及び灌漑開発と気候変化の可能な総合的影響，特に渇水年における水利用性と水需要のバランスする範囲を分析し，その洪水条件を評価する．主な開発シナリオからの累加的影響が簡単なスプレッドシートによって評価される．流量変化の評価は，チャンセンからクラチェのメコン河に沿う選択された評価地点における基準流量時系列と流量の変化との比較によって表される．本研究結果はメコン河流域の流量の顕著な変化を示す．これらの変化は，異なる河川区間，水利用セクター及び生態系に関して異なる意味をもつと期待される．それはメコン河流域の持続的水政策の将来の開発に対して良い指標となる．水文・水資源学会, 2005年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 18, 76 - 76
- 片庭川流域において発生した2つの洪水に対し, 流量・粒径別浮遊土砂濃度の時間変化を計測した. その結果, ウォッシュロード濃度の時間変化と浮遊砂濃度の時間変化特性が異なる場合があることを見出した. また, 片庭川流域を対象に, 流域全体で降雨および表面流によりウォッシュロードが, 河道内で浮遊砂が生産され, 流水とともに河道に集められ輸送される過程を表現する数値モデルを構築した. このモデルにより, 1996年洪水, および1997年洪水を対象に, 観測点におけるウォッシュロード・浮遊砂濃度の時間変化の計算を行い, 観測値と比較してその再現性を確認した. ウォッシュロードについては, 表面流により生産されるものと雨滴により生産されるものの割合について数値実験的に考察した.公益社団法人 土木学会, 2004年08月, 土木学会論文集 = Proceedings of JSCE, (768) (768), 33 - 43, 日本語
- 水文・水資源学会, 2004年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 17, 246 - 247, 日本語
- Formation of a terrace in the curved channel widened by implementation on the Hinuma riverAccretion of the point bar at a widened curve on the Hinuma River was observed from 1990 to 1997 by cross sectioning conducted after main floods. The elevation had reached to that of neighboring terrace at the end of surveying. From the investigation, the authors recognized that springing of vegetation on the point bar triggered the accretion. A numerical simulation lent credence to the hypothesis. And the simulation suggested that advection of suspended load was the most important factor for the simulation of local depositions such as the accretion of a point bar.TSINGHUA UNIVERSITY PRESS, 2004年, PROCEEDINGS OF THE NINTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON RIVER SEDIMENTATION, VOLS 1-4, 1802 - 1809, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Bed elevation variations inside the Mega-Dike system in the Pasig-Potrero river basin using a 2D numerical model of mudflowsEquations of erosion/deposition rate of suspended sediment were used in the 2D numerical mudflow model developed by Miyazawa et al. (2002). The previous mudflow model is improved in the present study by using the equations of erosion/deposition rate applicable to mudflow, which were determined empirically by laboratory tests from Hirano et al. (1997), Egashira et al. (1993) and Winterwerp et al. (1990). The erosion/deposition rates are related with the hindered settling velocity. The revised model was applied to compute the bed elevation variations inside the Mega-Dike system in the lower Pasig-Potrero river basin. It is found that the simulated bed variation is in reasonable agreement with the measurements.MILLPRESS SCIENCE PUBLISHERS, 2003年, DEBRIS-FLOW HAZARDS MITIGATION: MECHANICS, PREDICTION, AND ASSESSMENT, VOLS 1 AND 2, 659 - 670, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- The authors conducted a set of survey on wash load transportation at the two sites in the Hinuma River, during a fl ood on June 19th, 1997, and found out a decrease in wash load concentration between the upper site (46.0km) and the lower site (28.1km). A numerical simulation was carried out to investigate causes of the decrease. CIP scheme was introduced to solve the unsteady advection-diffusion equation in the model of wash load transportation model. Results of the simulation show that the advection dominated and the diffusion did not in the process of the wash load transportation, and lateral outflow of wash load, which was caused by the trapping of vegetation, was one of the causes of the decrease in wash load concentration.土木学会, 2003年, 水工学論文集, 第47巻, pp.691 - 696, 日本語研究論文（学術雑誌）
- In this study, we investigate the effect of size distribution of rain drop on the wet deposition of nitrate. The numerical acid rain model which uses the bin method for calculating the cloud microphysical processes is used for the investigation. The results are as follows, i) rain which mainly consists of large size droplets makes much amount of wet deposition of nitrate, ii) accumulated rainfall amount is important to estimate the amount of wet deposition of nitrate, iii) spatial variation of wet deposition of nitrate is large, and iv) wet deposition of nitrate can be estimated by space borne radar with considering the graupel fall.土木学会, 2003年, 水工学論文集, 第47巻, pp.115 - 120, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 水文・水資源学会, 2003年, 水文・水資源学会誌, 16(5) (5), 501 - 517, 英語研究論文（学術雑誌）
- 水文・水資源学会, 2002年, 水文・水資源学会研究発表会要旨集, 15, 226 - 227, 日本語
- A 2D numerical modeling of mudflow and its applicability to the Mt. Pinatubo area, PhilippinesOwing to the historical eruption of Mt. Pinatubo in the Philippines on June 15, 1991, in the rainy season, the mudflow (lahar) flowed and deposited in the downstream area and brought serious damage to several villages. In order to conduct proper countermeasures against the mudflow hazard, it is necessary to estimate the deposited area of mudflow exactly. In this paper, a two-dimensional numerical model of the mudflow was developed. The resistance law of the turbulent mudflow, which has been proposed by Arai and Takahashi [1], was used in the model. The model was applied to the overland mudflow in the southeast area of Mt. Pinatubo. It was found that the proposed model is useful to be applied to the overland mudflow by giving the proper topography.WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD, 2002年, ADVANCES IN HYDRAULICS AND WATER ENGINEERING, VOLS 1 AND 2, PROCEEDINGS, 382 - 387, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- A study of the characteristics of suspended sediment load in the Kataniwa River basinThe authors conducted a set of survey on suspended sediment load transportation in the Kataniwa River, during the flood on June 22nd-23rd'97, and analyzed the concentration of suspended sediment. The following relationships are found out through the analysis; 1) the shape of suspended load flux hydrograph is corresponding to the discharge hydrograph, 2) on the other hand, the one of wash load is not corresponding to the discharge hydrograph, but to the hyetograph. These relationships lead to the hypothesis that the suspended load yields at the riverbed and is transported with the flood flow, and that the wash load yields at the surface of the basin and pours into the channel rapidly. To investigate a mechanism of these relationships, a numerical model which evaluates concentration of suspended sediment load on a tributary basin, was newly developed. Two types of the sediment yield model were demonstrated in accordance with gain size. The larger coarser grain size was produced at the riverbed, and the smaller finer size like wash load was produced on the surface of the basin. The results of the simulation of suspended load show fairly good agreement with the observed data.WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD, 2002年, ADVANCES IN HYDRAULICS AND WATER ENGINEERING, VOLS 1 AND 2, PROCEEDINGS, 243 - 248, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 土木学会, 2002年, 水工学論文集, 第46巻, pp.1 - 6, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 土木学会, 2002年, 水工学論文集, 第46巻, pp.941 - 946, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 土木学会, 2002年, 水工学論文集, 第46巻, pp.31 - 36, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 洪水制御において迅速かつ確実な意思決定を行なうためには, 短時間降雨予測手法や洪水制御支援手法による支援情報が不可欠である. 一方, 定量的な短時間降雨予測では, 計算時間と情報量が膨大なため, 対流現象を中心とするメソスケールで生起する豪雨の実時間予測を行なうことは困難である. そこで, 情報工学的推論手法を用いて洪水制御を必要とするような強降雨の分布・停滞を定性的に予測する手法を開発し, 実時間洪水制御支援に必要とされる6時間程度先までの予測を行なうとともに, 予測の完全自動化を実現して, 実際の河川管理現場への適用に供する実用的なシステムの開発を行なう. さらに, 本手法の実流域への適用例を示す.土木学会, 2001年, 土木学会論文集, 2001(691) (691), 13 - 23, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 電気通信学会, 2001年, 電子情報通信学会, Vol.J84-B No.12, 日本語火山地域におけるGPS測位に及ぼす局地的な水蒸気変動の影響について研究論文（学術雑誌）
- 首都圏における雷雨性集中豪雨とGPS可降水量の時空間変動-1997年8月23日の集中豪雨の事例解析-局地的対流性豪雨とGPS可降水量の時空間変動の相関関係が, 首都圏における集中豪雨を1事例として検討された.解析には, 国土地理院GPS連続観測システムのRINEXデータ(GPS標準フォーマットの1つ)からGAMIT(GPS解析汎用ソフトウエアの1つ)により算出された30分解像度のGPS可降水量が用いられた.このGPS可降水量は, ゾンデ観測・SINEXデータ(GPS標準フォーマットの1つ)から得られた可降水量との比較, および可降水量を算出する際のパラメータ感度分析により, r.m.s=2.37mm程度の精度を持つ事が確認された.また, (1)GPS可降水量の時間位相が降雨量の位相に対して1～2時間程先行する事, (2)GPS可降水量が増加すると1時間～3時間後に降水量が増大する確率が高く, その確立はGPS可降水量の増加が大きい程高く, 又その際の降水量の増加量もGPS可降水量の増加が大きい程高くなる事, (3)降水量の最盛期に可降水量は既に減少を開始する事, が示され, 集中豪雨に対してGPS可降水量が先行指標として利用出来る可能性が示唆された.日本気象学会, 2000年, 天気, 47(1) (1), 7 - 15, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 土木学会, 2000年, 水工学論文集, 第44巻, 67 - 72, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 土木学会, 1999年, 水工学論文集, 第43巻, 251 - 256, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 土木学会, 1998年, 水工学論文集, 第42巻, 13 - 18, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 京都大学防災研究所, 1997年, 京都大学防災研究所年報, 40(B-2) (B-2), 307 - 322, 日本語積雲モデルを用いた梅雨前線帯降雨に対する地形の影響の評価研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 土木学会, 1997年, 水工学論文集, 第41巻(41) (41), 117 - 112, 日本語研究論文（学術雑誌）
- 京都大学防災研究所, 1997年, 京都大学防災研究所年報, 40(B-2) (B-2), 245 - 262, 日本語狭域・短時間の可能最大降水量(PMP)推定手法に関する研究研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 京都大学防災研究所, 1996年04月, 京都大学防災研究所年報, (39) (39), 285 - 299, 日本語琵琶湖プロジェクト′95における大気境界層観測
- 京都大学防災研究所, 1996年, 京都大学防災研究所年報, 39(B-2) (B-2), 251 - 269, 日本語豪雨の生起・発達に地形が及ぼす影響に関する数値実験的研究研究論文（大学，研究機関等紀要）
- 2021年, 砂防学会研究発表会概要集(Web), 2021土石流による地形変化と降雨流出・氾濫の予測型シミュレーション
- 2020年, 土木学会関西支部年次学術講演会講演概要集(Web), 2020レーダによる大気上層の降水粒子判別と詳細な雲微物理過程モデルを用いた降雨強度推定
- 土木学会, 2020年, 水工学論文集 Annual journal of Hydraulic Engineering, JSCE, 65, Ⅰ_199 - 204, 日本語ビデオゾンデと数値シミュレーションによる雲内の雨滴粒径分布計測手法に関する研究
- 土木学会, 2019年, 水工学論文集 Annual journal of Hydraulic Engineering, JSCE, 64, I_1177 - 1182, 日本語ビデオゾンデを用いた鉛直風速プロファイルの算出と雲物理的解析
- 2019年, 気象研究ノート, (240) (240)降雪雲の雲物理・降雪種
- 2018年07月20日, 気象研究ノート, (237) (237), 84‐157, 日本語気象レーダー60年の歩みと将来展望 第3章 大学における気象レーダーの研究・利用
- 2018年06月, AOGS, 英語Integrated Research on State-of-the-Art Multi-Sensors In-Situ Observation of Storm Genesis and Reduction of Serious Disaster Due to Heavy Rainfall
- 2018年, 気象研究ノート, (237) (237)気象レーダー60年の歩みと将来展望 第1章 メーカーにおける気象レーダーの開発
- 2017年05月, 日本気象学会2017年度春期大会偏波レーダーを主としたマルチセンサーによる積乱雲の生成と発達を捉えるフィールド観測
- Springer Singapore, 2016年01月01日, Sustainable Water Resources Planning and Management Under Climate Change, v - vi, 英語その他
- This book discusses different aspects of water resources, ranging from hydrology and modeling to management and policy responses. Climate changes and the uncertainty of future hydrological regimes make sustainable water resources management a difficult task, requiring a set of approaches that address climate variability and change. The book focuses on three main themes: hydrological changes, adaptive decision-making for water resources, and institutional analysis and risk management. It discusses the applications and limitations of climate change models and scenarios related to precipitation projection, which predicts to the future availability of water. It also offers interesting examples from around the globe to describe the policy options for dealing with climate change. Addressing emerging issues that need to be resolved and techniques that can be applied for sustainable climate-change-sensitive water resources protection and management, this practical, state-of-the-art reference book is a valuable resource for researchers, students and professionals interested in sustainable water resources management in a changing climate.Springer Singapore, 2016年01月01日, Sustainable Water Resources Planning and Management Under Climate Change, 1 - 303, 英語その他
- 日本気象学会, 2015年, 大会講演予講集, 108, 210 - 210, 日本語P130 MPレーダーを用いた霰の電荷量と電場の推定(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2015年, 大会講演予講集, 108, 402 - 402, 日本語P322 孤立峰の斜面上に大雨をもたらした対流性降水システムの構造(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2015年, 大会講演予講集, 108, 415 - 415, 日本語P335 小型Xバンド二重偏波レーダーを用いた雹の観測(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2015年, 大会講演予講集, 107, 105 - 105, 日本語P117 高分解能気象レーダーを用いた都市小河川の水位推定(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2015年, 大会講演予講集, 107, 106 - 106, 日本語P118 2013年夏季における富士山周辺域での降雨分布とその要因について(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2015年, 大会講演予講集, 107, 90 - 90, 日本語P102 Dual-Doppler法による風速場解析(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2014年10月, 日本気象学会2014年度秋期大会, 106, 90 - 90, 日本語沖縄集中観測キャンペーン2007-2014における成果と ビデオゾンデによる雲微物理観測の可能性
- 2014年09月, Abstracts of Cities on Volcanoes 8, 英語Application of X-band polarimetric weather radar to estimate volcanic ash amount
- 2012年7月京都・亀岡豪雨、2012年8月宇治豪雨などは、大阪湾から流入してくる水蒸気が神戸や大阪付近で雲となり、その後淀川に沿って積乱雲が発達しながら移動し、大阪北部や京都で豪雨をもたらしたメカニズム（淀川ラインと呼ばれる）を持つ。これら一連の積乱雲の発生・発達を捉えるために、近畿で整備されている国土交通省のCバンドおよびXバンドの偏波レーダー網に加えて、2011年に、独自に設置したXバンド偏波レーダーによって大阪湾口を対象とした配備とRHI観測、ミリ波レーダーによる雲観測、GPS受信機をブイやフェリーに設置して大阪湾から流入してくる海上での水蒸気観測、をそれぞれ設置した。2012年には初めて都市域でのビデオゾンデ観測に成功した。2013年度には、別途観測プロジェクトとも連携して、ドップラーライダー、ミリ波レーダー、Ｘバンド偏波レーダーを毎2分ごとに4方位角をRHI同期観測するという実験を行った。気流変動と雲の発達に関する鉛直断面比較を行い、気流の収束と積乱雲の発達がよく対応していることが明らかになった。水文・水資源学会, 2014年09月, 水文・水資源学会2014年度総会・研究発表会, 27, 100037 - 100037, 日本語
- 日本気象学会, 2014年, 大会講演予講集, 105, 310 - 310, 日本語P334 ドップラーライダーにより観測された六甲おろしの構造(ポスターセッション)
- 日本気象学会, 2014年, 大会講演予講集, 106, 466 - 466, 日本語P345 複数のGPS受信機を使用した天頂大気遅延量の解析(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2014年, 大会講演予講集, 106, 463 - 463, 日本語P342 偏波レーダーと雷探知装置を用いた前線通過に伴う雷と降水セルに関する研究(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2014年, 大会講演予講集, 106, 567 - 567, 日本語B367 2014年2月14-15日に甲府盆地にもたらされた南岸低気圧に伴う豪雪の特徴と形成過程(南岸低気圧による大雪:その要因,実態,予測可能性,スペシャル・セッション)
- 日本気象学会, 2014年, 大会講演予講集, 106, 272 - 272, 日本語P190 超高解像レーダーと移流モデルを用いた降雨予測場に関する研究(ポスター・セッション)
- 昨今、温暖化・都市化と絡んでか頻発化が議論される豪雨災害が目につく。比較的規模の大きな豪雨は最新のメソ数値気象モデルでおおよその予測が可能となってきたが、それより規模の小さな集中豪雨は未だ再現すら難しい。加えて、ゲリラ豪雨災害においては、ほんの5分、10分でも早い避難情報が極めて重要である。このような状況下、雲物理過程のさらなる解明、降雨予測精度・降雨量推定精度の向上、ゲリラ豪雨等の早期探知・予測、急激な出水・浸水の予測、ならびに新たな避難情報発信手法の確立が古くて新しい課題となっている。本研究では、降水粒子の形態に関する観測パラメータを得ることができる最新型偏波レーダー、ならびに上空に存在する降水粒子をカメラで撮影するビデオゾンデを同期させた基礎観測実験をベースに、近年では積乱雲の発生・発達を捉えるための観測へと進化させ、これらの観測を通して、雲物理・大気モデルを改良し、降雨量推定・予測の向上を図りながら、併せて水管理への様々な利用手法の基礎開発を行うことを目的とする。水文・水資源学会, 2013年09月25日, 水文・水資源学会2013年度総会・研究発表会, 26, 16 - 16, 日本語
- 日本気象学会, 2013年, 大会講演予講集, 104, 279 - 279, 日本語P195 ビデオゾンデ及びCバンド偏波レーダーを用いた氷粒子観測(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2013年, 大会講演予講集, 104, 198 - 198, 日本語P114 超高解像レーダーと移流モデルを用いた降雨予測場の誤差評価に関する研究(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2013年, 大会講演予講集, 104, 203 - 203, 日本語P119 ビデオゾンデと偏波レーダーCOBRAとの同期観測による雲物理情報と偏波パラメータの関係(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2013年, 大会講演予講集, 104, 216 - 216, 日本語P132 冬季の南岸低気圧に伴う甲府盆地の降雷の事例解析(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2012年, 大会講演予講集, 101, 116 - 116, 日本語D158 夏季に山岳域で長時間維持した積乱雲に伴う豪雨の形成(都市域における極端気象のメカニズム解明,専門分科会)
- 日本気象学会, 2012年, 大会講演予講集, 101, 110 - 110, 日本語D152 最新型偏波レーダーとビデオゾンデの同期集中観測と水災害軽減に向けた総合的基礎研究(都市域における極端気象のメカニズム解明,専門分科会)
- 日本気象学会, 2012年, 大会講演予講集, 102, 205 - 205, 日本語P121 台風1115号の通過に伴う盆地内斜面上の豪雨の形成(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2012年, 大会講演予講集, 102, 486 - 486, 日本語P312 新型ビデオゾンデ受信機を用いた沖縄梅雨期のビデオゾンデ連続観測(ポスター・セッション)
- 日本気象学会, 2011年, 大会講演予講集, 100, 403 - 403, 日本語P154 夏季に山岳域で長時間停滞かつ維持した積乱雲を構成する降水セルの振る舞いと構造(ポスター・セッション)
- This paper introduces the basic theory of advanced weather radar which consists of polarimetric technique and dopplar measurement. Moreover, equations representing the cloud microphysical processes for both precipitation particls development and air mass movement are explained briefly.THE JAPANESE SOCIETY FOR MULTIPHASE FLOW, 2010年04月, 混相流, 第24巻2号pp.154-161(2) (2), 154 - 161, 日本語記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）
- 日本気象学会, 2010年, 大会講演予講集, 97, 335 - 335, 日本語P419 X-バンド二重偏波ドップラーレーダーで観測された夏季に短時間の豪雨をもたらせた降水システムの構造(ポスターセッション)
- 日本自然災害学会, 2010年, 自然災害科学, 28(4) (4), 357 - 369, 日本語地域性を考慮した児童に対する防災教育の効果に関する考察
- 2010年01月, 平成21年度河川災害シンポジウム概要集, pp. 38-47, 日本語2009年フィリピン台風災害調査報告その他
- ビデオストーリーを用いた防災教育のための児童の記憶形成の把握に関する研究This study aims to obtain psychological aspect of children for understanding memories of disaster prevention education materials. For this purpose attitude surveys were conducted. First, a video-story was created from past landslide disaster at Mukawa of Yamanashi Prefecture in 1959. The story contains a lesson about the disaster. From the video-story, the memories of children were analyzed by dividing the video-story into illustrations and narrations. The main finding of analysis shows that a possibility that the illustrations and the narrations of the scenes chosen by children had emotional stimuli (emotional arousal) which made the children's preserve their memories.自然災害科学会, 2009年, 自然災害科学, 27(4) (4), 401 - 413, 日本語
- 日本気象学会, 2009年, 大会講演予講集, 96, 320 - 320, 日本語D358 山梨大学X-バンド二重偏波ドップラーレーダーで観測された降水システムの初期観測結果(観測手法)
- 2009年, 日本気象学会大会講演予稿集, (96) (96)沖縄偏波降雨レーダーCOBRAとビデオゾンデによる同期観測-2009年ビデオゾンデ観測の概要-
- 2008年06月, 京都大学防災研究所年報(CD-ROM), (51) (51), ROMBUNNO.51B,3, 日本語中央アジア・キジルクム砂漠における地表面フラックス観測
- 雲物理過程に基づくMRRによる降水粒子判別に関する研究(大気(2),一般講演)One of the most important problems to improve the accuracy of rainfall intensity estimation by radar is identification of type of precipitation droplets. The type of precipitation droplets are basically classified into two, ice and liquid. And then, difference of the characteristics of scattering of microwaves among the types of precipitation droplet takes effect to accuracy of rainfall intensity estimation. This study proposes a method to identify the phase of precipitation droplets by using MRR and cloud microphysical processes.日本流体力学会, 2008年, 日本流体力学会年会講演論文集, 2008, 132 - 132, 日本語
- 2008年, 京都大学防災研究所年報(CD-ROM), (51) (51)Cバンド偏波レーダーを用いた降水粒子識別とビデオゾンデを用いた集中同期検証観測
- 2008年, 日本農業気象学会全国大会講演要旨, 2008降水量推定・降水予測の高精度化のための偏波降雨レーダーCOBRAとビデオゾンデによる雲微物理同時観測
- 日本計算工学会, 2007年07月31日, 計算工学 = Journal of The Japan Society for Computational Engineering and Science (JSCES), 12(3) (3), 1623 - 1626, 日本語計算科学としての天気予報
- 砂防学会, 2007年01月15日, 砂防学会誌 : 新砂防 = Journal of the Japan Society of Erosion Control Engineering, 59(5) (5), 23 - 34, 日本語火山流域における土砂堆積の評価のための2次元泥流モデルの開発
- 2006年, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE, 50, 101 - 106
- 2006年, 水工学論文集, 50, 881 - 886
- 日本気象学会, 2006年, 大会講演予講集, 89, 191 - 191, 日本語C308 レーダーを用いた台風内部のメソ擾乱組織の形成・破壊過程に関する研究(台風)
- 2005年, 水文・水資源学会誌, 18(5) (5), 584 - 591
- 水利科学研究所, 2005年, 水利科学, 48(6) (6), 64 - 80, 日本語河川・渓流の環境整備のための地域住民の参加の方法に関する研究(2)
- 日本気象学会, 2005年, 大会講演予講集, 88, 388 - 388, 日本語P191 高性能偏波レーダーを用いた台風の発生・発達メカニズムに関する研究
- 2004年, 水工学論文集, 48, 283 - 288
- 水利科学研究所, 2004年, 水利科学, 48(5) (5), 36 - 63, 日本語河川・渓流の環境整備のための地域住民の参加の方法に関する研究(1)
- Debris-flow capturing effect of grid type steel-made sabo dam using 3D distinct element methodIn recent years, a grid type steel-made sabo dam has become increasingly popular from the merits as the capture of debris flow, the permeability of sediment discharge in small and medium flood, and the cost performance. In order to manage the sediment in the river basin, it is necessary to estimate the debris flow capturing effect of the sabo dam quantitatively. It is considered that the three-dimensional interlocking of sediment particles near the open spaces greatly affects the blocking of the grid type sabo dam. In this paper, a numerical model of the stony debris flow is developed by considering boulders as non-continuum (31) distinct element method) and considering the others as continuum. The validity of the model is examined by a comparison with the experimental results.MILLPRESS SCIENCE PUBLISHERS, 2003年, DEBRIS-FLOW HAZARDS MITIGATION: MECHANICS, PREDICTION, AND ASSESSMENT, VOLS 1 AND 2, 1, 527 - 538, 英語
- 日本気象学会, 2003年, 大会講演予講集, 83, 338 - 338, 日本語P238 複数の乱流計測機を用いた乱流熱輸送量空間分布観測の概要 : 琵琶湖プロジェクト2002年集中観測(CAPS)
- 京都大学防災研究所付属水資源研究センター, 2002年04月, 水資源研究センター研究報告, (22) (22), 152 - 157, 英語Effect of water vapor on advection of convective rainfall cells around the Lake Biwa, Japan (Copies of English Papers by the 〔Water Resources Research〕Center Staff Published in the Fiscal Year of 2000)
- 京都大学防災研究所付属水資源研究センタ-, 2000年, 水資源研究センタ-研究報告, (20) (20), 19 - 27, 日本語GPS大気遅延量を用いた水蒸気擾乱の解析に関する研究
- 京都大学防災研究所, 2000年, 京都大学防災研究所年報, (44) (44), 395 - 409, 日本語詳細な雲物理過程を含む酸性雨・酸性雪予測モデルの開発
- 京都大学防災研究所, 1999年, 京都大学防災研究所年報, 42(B-2) (B-2), 141 - 151, 日本語GPSと雲解像モデルを用いた梅雨期におけるメソスケール水蒸気動態解明に関する研究
- 京都大学防災研究所付属水資源研究センタ-, 1998年, 水資源研究センタ-研究報告, (18) (18), 257 - 266, 英語Analysis and Prediction of Rainfall for Hydrological Uses
- 京都大学防災研究所付属水資源研究センタ-, 1997年, 水資源研究センタ-研究報告, (17) (17), 128 - 135, 英語Study on Effects of Updraft on Precipitation Processes Using Two-Dimensional Cumulus Model
- 京都大学防災研究所, 1997年, 京都大学防災研究所年報, (41) (41), 181 - 200, 日本語定性積雲モデルを用いた短時間降雨予測手法の開発に関する研究
- 1996年11月01日, Journal of hydroscience and hydraulic engineering, 14(2) (2), 81 - 88, 英語STUDY ON EFFECTS OF UPDRAFT ON PRECIPITATION PROCESSES USING TWO-DIMENSIONAL CUMULUS MODEL
- 1996年, 土木学会第51回年次学術講演会第II部門概要集 , pp. 806-807, 日本語琵琶湖プロジェクト'95における大気境界層の同期観測
- 京都大学防災研究所, 1994年04月, 京都大学防災研究所年報, (37) (37), p281 - 297, 日本語強制上昇流が局地降雨に与える影響に関する考察
- 共著, 神戸大学出版会, 2019年03月, 日本語地域と災害, 北後明彦, 災害から一人ひとりを守る 地域づくりの基礎知識４学術書
- 分担執筆, 気象学会, 2019年気象研究ノート，第241号「南岸低気圧にともなう大雪 III:雪氷災害と予測可能性」，5.2章「2014年2月14-15に南岸低気圧によりもたらされた南岸低気圧にともなう大雪の特徴」
- 神戸大学出版会,神戸新聞総合出版センター (発売), 2019年, 日本語, ISBN: 9784909364050災害から一人ひとりを守る
- 共著, 日本気象学会, 2018年, 日本語気象研究ノート 第237号「気象レーダー60年の歩みと将来展望」，3.6章「Xバンドマルチパラメータレーダーによる甲府盆地の降水に関する研究」学術書
- 共著, 日本気象学会, 2018年, 日本語気象研究ノート 第237号「気象レーダー60年の歩みと将来展望」，1.4章「小型Xバンド気象レーダーによるマルチレーダーシステム」学術書
- 共著, 日本気象学会, 2018年, 日本語気象研究ノート 第236号「都市における極端気象の観測・予測・情報伝達」，3.6章「都市における極端気象の観測・予測・情報伝達」学術書
- 共著, Springer, 2016年10月, 英語, ISBN: 9789811020513Sustainable Water Resources Planning and Management Under Climate Change学術書
- 京都大学防災研究所, 2016年, 日本語大阪湾GPSと超高解像度レーダーを用いた大阪湾域の極端気象予測精度の向上に関する研究
- 共著, ミネルヴァ書房, 2015年10月, 日本語震災復興学 第14章地震に伴う土砂災害と市民の減災方法学術書
- Springer science+business media Singapore, 英語, ISBN: 9789811020490Sustainable water resources planning and management under climate change
- 日本気象学会2023年度秋季大会, 2023年10月, 日本語SCALEを用いた神戸市の夏季熱環境評価 − その２：神戸市沿岸域における局地循環−口頭発表（一般）
- 日本気象学会2023年度春季大会, 2023年05月, 日本語SCALEを用いた神戸市の夏季熱環境評価ポスター発表
- 第21回応用力学講演会, 2018年, 日本語, 国内会議FDPSを用いたSPH法による斜面崩壊シミュレーションに関する基礎研究口頭発表（一般）
- 水文・水資源学会2015年度総会研究発表会, 2015年09月, 日本語, 水文・水資源学会, 国内会議雷探知装置とMPレーダーによる雷機構解明に向けた事例解析口頭発表（一般）
- 水文・水資源学会2015年度総会・研究発表会, 2015年09月, 日本語, 水文・水資源学会, 国内会議複数のＸバンドＭＰレーダーを用いた富士山周辺の降雨流出過程に関する研究口頭発表（一般）
- 水文・水資源学会2015年度総会・研究発表会, 2015年09月, 日本語, 水文・水資源学会, 国内会議桜島における火山灰粒径分布測定に基づいた気象レーダーによる火山灰堆積量推定手法の開発に関する研究口頭発表（一般）
- 日本気象学会2015年度秋季大会, 2015年09月, 日本語, 日本気象学会, 国内会議MPレーダーを用いた霰の電荷量と電場の推定口頭発表（一般）
- Hyper KANAKO研究会サマーセミナー, 2015年09月, 英語, 国内会議HyperKANAKO Application for Lahar Simulation in Gendol River, Merapi, Yogyakarta,口頭発表（一般）
- 水文・水資源学会2015年度総会・研究発表会, 2015年09月, 日本語, 水文・水資源学会, 国内会議GPSを用いた大阪湾上の水蒸気移流推定に関する研究口頭発表（一般）
- Japan Geoscience Union Meeting, 2015年05月, 英語, Japan Geoscience Union, 国内会議XMP Radar application to optimize volcanic debris flow measurement in Merapi volcano口頭発表（一般）
- The 36th IAHR World Congress, 2015年05月, 英語, International Association for Hydro-Environment Engineering and Research, 国内会議Study on efficiency improvement of train dispatch under severe rainfall by using radar口頭発表（一般）
- Japan Geoscience Union Meeting, 2015年05月, 英語, Japan Geoscience Union, 国内会議Development of Pedestrian Navigation System Using Short-Term Rainfall Prediction on Smartphone口頭発表（一般）
- 34th IAHR World Congress, 2012年06月, 英語, IAHR, Brisbane, Australia, 国際会議Rainwater Catchment Systems Under Climate Change: An Assessment of Brazilian and Japanese Cases口頭発表（一般）
- 5th International Conference on Flood Management, 2011年09月, 英語, Public Works Research Institute, Tokyo, Japan, 国際会議ENSEMBLE SHORT-TERM RAINFALL-RUNOFF PREDICTION AND ITS APPLICATION FOR URBAN FLOOD RISK MAPPING口頭発表（一般）
- The 13th International Summer Symposium of JSCE, 2011年08月, 英語, Japan Society for Civil Engineers, Tokyo, Japan, 国際会議Ensemble Rainfall Short Term Prediction for Flood Disaster Prevention in Urban River Basin口頭発表（一般）
- 34th IAHR World Congress, 2011年06月, 英語, IAHR, Brisbane, Australia, 国際会議Estimation of rainfall intensity by using X-Band Polarimetric Radar with raindrop falling trajectory口頭発表（一般）
■ Works_作品等
- 2003年 - 2008年人口急増地域の持続的な流域水政策シナリオ
- 2003年 - 2008年SUNADA CREST
- 2002年 - 2007年アジアモンスーン地域における人工・自然改変に伴う水資源変動予測モデルの開発
- 2002年 - 2007年Research Revolution 2002 (Takeuchi)
- 2001年 - 2006年社会変動と水循環の相互作用評価モデルの構築
- 2001年 - 2006年TAKARA CREST
- 1997年 - 2001年GPS気象学
- 1997年 - 2001年GPS meteorology
- 1993年 - 2001年琵琶湖プロジェクト
- 1993年 - 2001年The lake Biwa Project
- 2000年河川水辺の国勢調査の活用に関する研究
- 2000年Utilization of River Sensus
- 1999年水・人間・地球の相互作用を考慮した持続可能な水資源環境に関する国際水文学研究(ベトナム)
- 1999年Water-Man-Earth Interactions and Sustainable Water Resources-Cooperation in East Asia and Oceania(Vietnam)
- 1998年東南アジア・太平洋地域の流域水利用実態およびデータ環境の国際共同調査(豪州・ニュージーランド)
- 1998年International Survey on Water Resources Usage and Data Environment of the Basin around South east Asia and Pacific Area(Australia and New Zealand)
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2021年04月 - 2024年03月災害脆弱性を指標にした土砂災害起源の複合災害の条件付き災害発生確率に関する研究本課題では，洪水・土砂複合災害の結果としての浸水災害を対象にして，地域のリアルタイム浸水予測可能性を論じようとしている．具体的には，詳細な降雨分布や個別の斜面崩壊場所に依存して浸水が発生する集落の浸水発生の予測可能性を主な研究対象とし，異なる研究分野で開発されたHPCシミュレーションの手法に観測情報を組み合わせて高度化を実施している．その関係を知識として蓄えることでリアルタイム浸水災害発生を予測する可能性を論じる．具体的には，以下の項目を行ってきた． 土砂洪水氾濫シミュレーションによる土砂災害起源の洪水災害の脆弱性（山野井）：土砂の輸送・堆積過程を含む洪水土砂氾濫解析プログラムを用いて多数の土砂洪水氾濫シミュレーションを実施する仕組みを実装して，スーパーコンピュータ「富岳」を用いて多数シミュレーションを異なる対象地域で実施した． 多数の斜面崩壊シミュレーションによる斜面崩壊時の不安定土砂の量と流下距離の計算（竹山・大石）：斜面崩壊シミュレーションプログラムに地形と地質データを入力して実斜面スケールでの計算を実施する仕組みを実装して，スーパーコンピュータ「富岳」およびOakforest-PACSで計算実行した．詳細な気象シミュレーション（富田・梶川）：平成30年西日本豪雨を対象に大雨発生事例をスーパーコンピュータ「富岳」で詳細に再現して降雨情報提供に目処をつけた．異なるHPCI-IDシミュレーションの連結（大谷・竹山・山野井・大石）：データ処理プラットフォームを用いて高精細気象シミュレーションと洪水土砂氾濫解析を疎結合することを試み，ライブラリの構成，スクリプトを用いてライブラリを活用する方法を取りまとめた．角田地区での斜面崩壊実験によるシミュレーション精度検証（阿波田・竹山・大石）：実施準備をして2022年度の実施計画を立てた．
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特別研究促進費, 千葉大学, 2019年10月 - 2021年03月令和元年台風15号による停電の長期化に伴う影響と風水害に関する総合調査本研究では，2019年台風15号（房総半島台風）によって引き起こされた様々な被害に関して調査研究を実施した．台風15号によってもたらされた長期停電によって，電力依存社会の抱える脆弱性が次々と露見された．このことから，本研究の成果は，風水害の防災対策のみならず，今回と同様に大規模な停電が懸念される首都直下地震や南海トラフ巨大地震などの地震対策にも非常に重要な知見をもたらすものと考えられる．さらに，近年風水害が頻発し，その被害が激甚化している我が国の防災・減災対策の立案に，本研究は大きく貢献できるものと期待される．
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 山口大学, 2018年04月 - 2021年03月降水雲内の帯電電荷を測定する400MHz帯ラジオゾンデ搭載用の新型センサーの開発雷発生メカニズムの理解には雷雲内の降水粒子の帯電電荷の知見が必要不可欠であるが、低コストで簡易にそれを測定する気象観測装置はなかった。そのため本研究課題では、小型軽量・低コストでユーザフレンドリーな400MHzラジオゾンデ搭載の降水粒子電荷測定ゾンデを新たに開発した。この新しい電荷ゾンデは、気球に取りつけて雷雲内に放球すると、１秒間にセンサーが感知した正負の帯電量、粒子数をリアルタイムで地上でモニタリングすることができる。COVID-19の流行により試験飛揚の十分な実施はできなかったものの、プロトタイプの設計から地上試験、さらにはデータ記録ソフトの開発を通じて新しい電荷ゾンデが完成した。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(S), 京都大学, 2015年05月 - 2020年03月ストームジェネシスを捉えるための先端フィールド観測と豪雨災害軽減に向けた総合研究集中豪雨やゲリラ豪雨による水災害軽減のための総合的基礎研究を実施した。最新の気象レーダーを含むマルチセンサーを京阪神と沖縄に集結させた大規模フィールド実験を行い、積乱雲の生成過程と発達過程をシームレスに高時空間解像度で捉えることに成功しただけでなく、将来の観測技術の発展にも貢献した。その観測を土台として、発達過程の詳細な振る舞いの発見、生成過程においても渦管の正負のペア構造とスケール間階層構造の存在を発見するとともに、より早期でのゲリラ豪雨の危険性予測への道を開いた。また、新たな降雨予測情報による洪水・土砂災害軽減手法も開発した。
- 科学研究費補助金／基盤研究(B), 2016年04月 - 2019年03月, 研究代表者競争的資金
- 学術研究助成基金助成金／挑戦的萌芽研究, 2016年04月 - 2019年03月, 研究代表者競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 挑戦的萌芽研究, 京都大学, 2016年04月 - 2018年03月典型的監視データと気象レーダーを用いた噴火規模強度に関する指標の即時決定法の確立口永良部島噴火に伴う地震と空振のエネルギーと継続時間を求め，地震から噴出量と噴煙高度を推定し，目視観測による噴煙高度との比較を行った．最近の水蒸気爆発に伴う地震と傾斜を比較し，草津白根山・御嶽山・口永良部島の噴火に共通する特徴を明らかにした． 気象レーダーにて桜島と霧島山新燃岳の噴煙に対応したレーダー反射強度を検出した．2017年11月13日の桜島南岳噴火は悪天候のため噴煙高度不明とされたが，反射強度から噴煙高度4 kmと推定した．2017年と2018年の新燃岳の噴煙のレーダー反射強度と目視の噴煙高度との対比により，レーダーを用いた噴煙高度測定手法の確立のための基礎データを蓄積することができた．
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(A), 京都大学, 2015年04月 - 2016年03月マルチセンサー・ビデオゾンデ同期観測によるゲリラ豪雨タマゴの生起と発達過程の解明本基盤研究（A）を内包する基盤研究（S）の採択通知を5月29日に得て、5月29日からは基盤研究（S）としての研究活動に移行している。本基盤研究(A)は3年計画で「豪雨のタマゴの生成過程の研究」を重点的に実施することを目的とするのに対して、基盤研究(S)は5年計画で、本研究内容に加え、都市域で世界初観測となる境界層レーダと最先端レンジイメージングを導入して高時間・空間分解能での境界層観測を実現し、より年数をかけて豪雨のタマゴの生成過程の研究を実施するとともに水災害への応用研究も実施する。 こういった状況の中、4月にはキックオフ研究会を実施し、3年計画の場合、さらには5年計画が実現した場合のそれぞれについて、研究計画や沖縄・ならびに神戸～京都の観測計画の精緻化、共有化を行い、研究のスタートを切った。5月には、本計画で観測情報の利用を想定している別資金による小型レーダの導入に備えて、一部メンバーが新たに第2級陸上特殊無線技士養成課程講習を受講し免許の取得を行うとともに小型レーダの情報の取得体制を整えた。また、気象庁でのメソ気象研究会や日本気象学会専門セッションで本研究計画の紹介を行った。 以上のように、4月～5月にかけて、今年度スタートした基盤研究（A）ならびにそれを内包する基盤研究（S）の計画面、観測面、広報面すべてにおいて研究活動の実質的なスタートを切った。そして、本基盤研究（A）を内包する基盤研究（S）の採択通知を5月29日得て、5月28日で本基盤研究（A）としての活動を終了し、5月29日からは基盤研究（S）としての研究活動を開始した。
- 科学研究費一部基金／基盤研究(B)特設, 2013年04月 - 2016年03月, 研究代表者競争的資金
- 下水道革新的技術実証事業（B-DASHプロジェクト）, 2016年, 研究代表者都市域における局所的集中豪雨に対する雨水管理技術実証事業競争的資金
- 研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）, 2016年, 研究代表者リアルタイム短時間降雨予測技術開発と3次元観測マルチレーダーシステムの実用性検証競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(S), 京都大学, 2010年04月 - 2015年03月最新型偏波レーダーとビデオゾンデの同期集中観測と水災害軽減に向けた総合的基礎研究集中豪雨やゲリラ豪雨による水災害軽減のための総合的基礎研究を実施した。最新型偏波レーダーとの同期フィールド基礎観測実験においてビデオゾンデ観測の汎用化をはかることでこれまで夢に描いてきた積乱雲内の多地点連続観測を実現するとともに、ヒートアイランドの影響を受ける都市域での積乱雲形成・発達過程のマルチセンサー同期観測の緒も開いた。それらを土台に積乱雲のモデル化と豪雨予測手法の開発を行い、加えて早期警戒情報提供や水位予測などの水管理に重要な手法をも構築した。特に、開発したゲリラ豪雨の早期探知・危険性予測手法は国土交通省で現業化され試験運用が開始されており、科学的にも社会的にも意義深い貢献を果たした。
- 科学技術振興機構, 研究成果最適展開支援プログラム 産学共同促進ステージ ハイリスク挑戦タイプ, 2015年, 研究代表者A-STEP「リアルタイム短時間降雨予測技術開発と3次元観測マルチレーダーシステムの実用性検証」競争的資金
- 研究成果最適展開支援プログラム 産学共同促進ステージ ハイリスク挑戦タイプ, 2014年, 研究代表者A-STEP「リアルタイム短時間降雨予測技術開発と3次元観測マルチレーダーシステムの実用性検証」競争的資金
- 研究成果最適展開支援プログラム シーズ顕在化タイプ, 2013年, 研究代表者A-STEP「超高時空間分解能を有するリアルタイム降雨予測技術の研究開発」競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費補助金／基盤研究(C), 基盤研究(C), 神戸大学, 2010年 - 2012年, 研究代表者本研究では小規模貯留施設を用いて洪水時における都市の急激な流出を低減させる方法の基礎になる手法・アルゴリズム・コンピュータシステムを開発した,特に,洪水時の都市流出低減の研究として,レーダーから得られる降水量誤差を考慮した降水情報と分布型 流出モデルを用いた流出計算を行う水文シミュレータを開発し,それによって確率的に流出予測を行うことができるシステムを開発し ,その入力値から最適化手法によって貯留施設制御を支援するシステムを開発した. まず ,X バンド偏波ドップラーレーダーを用いて降雨情報を測定し,それを入力値として移流モデルにもとづいた降雨予測を行った. その際に,予測誤差を考慮するために特異ベクトル法を用いた確率的降雨予測手法を開発した.さらにその予測降雨量を入力値として ,いくつかの河川流域で流出モデルを作成した.流出モデルのパラメータを一般化最尤不確定推定法によって決定する方法で,確率的流出予測手法を行うことができるようにした. また気象庁が提供するアンサンブル週間予報情報を用いて気象予測の確率分布を考慮して,貯留施設を用いて洪水制御する方法を構築した.具体的には確率動的計画法によって,基準地点の水位を目的関数として,それが小さくなるような貯留施設操作方法のアルゴリズムを定式化して,それをコンピュータプログラムとして実装した.アルゴリズムを大規模貯留施設に適用すると,事前放流により 下流水位を低減できることが示された.以上の研究によって,気象庁の週間アンサンブル予報とレーダーから得られる降雨情報にもとづく短時間降雨予測を用いた事前放流支援環境を開発することができた.競争的資金
- 研究成果最適展開支援プログラム シーズ顕在化タイプ, 2012年, 研究代表者A-STEP「超高時空間分解能を有するリアルタイム降雨予測技術の研究開発」競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(A), 京都大学, 2007年 - 2009年次世代型偏波レーダによる降水量推定・降水予測の高精度化と水管理へのインパクト評価豪雨災害の軽減を目指して、次世代型偏波レーダーの降水量推定・降水予測への利用を目的に、偏波レーダーとビデオゾンデの同期集中観測を実施し、その結果、降水粒子の粒径と種類の推定手法を構築することに成功した。さらに、モデル予測への応用や現象の理解を深めることで降水量推定・降水予測の高度化を実現した。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 山梨大学, 2006年 - 2008年土砂の量的・質的構成に基づく流域総合土砂追跡法の開発本研究では,流入土砂量の他に礫種構成比,X線回折法を用いた細粒土砂の鉱物構成比,細粒土砂の粒径分布比を用いた土砂生産源の追跡方法を開発してきた. また,微地形,土地利用状況,雨滴衝撃エネルギーを考慮して新たな2 つのタイプの土砂生産モデルを開発した.
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 中央大学, 2005年 - 2008年実スケール雲物理実験とその成果を基礎とする降雨・大気環境・水循環統合モデルの構築雲物理過程解明のために行った実験よりエアロゾル量の増加に伴い雲水量も増加するがエアロゾル量が閾値を超えると生成される雲水量が一定になり飽和状態になる。また上昇風速が大きくなればなるほど雲水量が増加することがわかった。ヒートアイランドを緩和させる効果のある河川周辺で行った微気象観測により河川の大きさに関わらず水面付近の気温は周囲より低く、河川上の冷気が運ばれやすい風道がある場所の気温は2~3℃周囲より低いことがわかった。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(B), 山梨大学, 2004年 - 2006年気候変動と都市化を考慮した豪雨災害リスク算定に関する研究本研究では数10分から数時間程度の可能最大降水量の算出を試み,それが気候変動や都市化に与えている影響について考察した.本研究で得られた最大の成果は,実測の雨滴粒径分布の鉛直プロファイルデータを解析することによって,降雨の時間スケール特性を規定している特徴を捉えることに成功したことである.すなわち,1時間を超える時間スケールの降雨を対象にした場合には,降雨量は上空雨水量の総量と正のよい線形相関関係を持つこと,および1時間未満の時間スケールの降雨を対象にした場合には,降雨量は落下速度の鉛直プロファイルによって規定されていることを見いだした.特に,1時間未満の時間スケールの降雨は上空1000mから400mにおける雨滴の落下速度の変化が多きときに降雨量が大きくなる関係を用いて,可能最大降水量を定量化した.一方,1時間を超える時間スケールでは上空雨水量の総量はTRMM-TMIによって算出可能であることを示して,その定量化手法を特定するところまでを検討した. 温暖化ガスの排出に伴う気候変動では,気温上昇によって空気中の水蒸気許容量を増加させたところに上空冷気塊による冷却で水滴化するために上空雨水量が増加し,1時間を超える時間スケールの可能最大降水量は増加するというシナリオが考えられるが,それはTRMM-TMIを使った検討を待たなくてはならない.また,都市化によって高層ビルが増加すると局地風系が形成されることによって,上空1000mから400mでの雨滴の落下速度の変化は大きくなることが予想されるので,1時間以内の時間スケールの可能最大降水量が増大することが考えられるが,それも詳細な数値計算の解析を待つ必要がある.
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 京都大学, 2004年 - 2006年次世代降雨レーダーのメソ数値予報モデルへのデータ同化と降雨・流出予測の高精度化平成16年度の梅雨期及び台風、平成18年度の梅雨期、台風、秋冬季において、COBRA,400MHzWPR、地上降雨観測装置による同期観測を実施し、対流性、層状性の様々な降雨を観測を実施した。観測されたデータを用い、鉛直構造を含む雨滴粒形分布特性の解析、COBRA偏波パラメータ特性の評価、400MHzWPRによる融解層上層の降水粒子直径推定アルゴリズムの開発などを行った。 二偏波ドップラーレーダー(COBRA)の水平,垂直偏波面によるレーダー反射因子ZH, ZV,ならびにその反射因子差ZDR,伝搬位相差変化率KDPといった観測パラメータに加えて、ディスドロメータ観測による降雨粒子の粒径分布からノンパラメットリックに推定したものと比較により、LDR等のパラメータの観測優位性の検証を行った。 また、これらのパラメータを加えた形で、実時間での地上雨量推定手法の構築し、検証を加えた。以上を、べースに雲解像モデルによる二偏波ドップラーレーダー(COBRA)による観測パラメータの同化手法を構築するために、レーダーエコー、ドップラー速度の同化手法として、独自開発の静力学モデルをべースに、拡張カルマンフィルター、アンサンブルカルマンフィルター、4次元変分法による予測実験を行い、各同化手法の比較を行い、偏波レーダー観測情報の同化にはアンサンブルカルマンフィルターが最適であることを示した。 また、台風内部のメソ擾乱過程の詳細な調査という新たな視点により台風の発達・伝搬過程を解明を深め、数値実験を通してこの検証を行った。すなわち、台風内部の眼の壁雲組織の中で、壁雲組織と南方から北上しながら成長した対流セルの衝突により、眼の壁雲組織が破壊する現象を捉えた。さらに,その組織破壊の原因を追及すべく、CReSSを用いて同台風を再現し、台風内部での風の振る舞いを観察し、その中でも渦度と収束・発散に着目し考察を行った。 以上の成果を、報告書としてまとめるとともに、本研究の第2ステージである基盤研究(A)(平成19年度〜21年度)に大いに活かす予定である。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 中央大学, 2005年 - 2005年「アジアにおける水物質循環モデル・ソフトウェアに関する国際フォーラム」の企画調査1.WORKSHOP [Recent Development of Water Resources and Hydrology](ベトナム) 上記博覧会の趣意と成果を広く国内外に発信するために、2005年5月には日本学術会議内に設置されたアジア学術会議主催の「The 5^
Science Council of Asia(SCA) Conference」において、アジア学術会議委員である本研究代表者が同ワークショップを開催した。同ワークショップでは、我国の水物質循環モデル開発の経緯、現状の取り組みを述べ、アジア諸国の大学・研究機関、財団、民間企業へ我国の水物質循環モデル・ソフトウェアに対する将来構想を示した。さらにアジア諸国が抱える水資源問題について意見を交換し、水物質循環モデル・ソフトウェアの開発を各国協力して進めることにより国際的な水資源問題の解決の原動力となす意思を確認した。同ワークショップの報告を受けアジア学術会議は、アジア地域における水資源問題の国際的・将来的重要性を認識し、アジア学術会議における水文セッションの常設を決定した。 2.水物質循環モデル・ソフトウェア博覧会2005 本研究代表者らは、国内外の水物質循環に関連するモデル・ソフトウェアの開発と精度の向上を図るとともに、これらの成果を国内外に発信することで、わが国の国際貢献の一助となることを目的として同博覧会を2005年12月に企画した。国内外の大学・研究機関、財団、民間企業から30ブースの出展と500名を超える来場者があり、水物質循環モデル・ソフトウェアの現状の問題点及び今後の方向性についての議論が盛況に行われた。 この博覧会に出展されたモデル・ソフトウェアについて、モデル・ソフトウェアカタログとして日本語・英語版の冊子となってまとめられている. 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(A), 京都大学, 2001年 - 2003年衛星同期/常時共同観測による琵琶湖流域水・熱・物質循環過程の解明に関する総合研究-琵琶湖プロジェクト第3ステージ-全国11の大学・研究機関から約30名の参加者を得て、フラックスの面的直接観測CAPS2003を実施した。観測体制は琵琶湖プロジェクト常設熱収支観測に加えて、風速とエアロゾルの3次元分布を計測するドップラーライダー(1台)、鉛直風系を計測するドップラーソーダー(2地点)、水平方向のパス平均の顕熱フラックスを計測するシンチロメータ(1台)、大気の鉛直プロファィルを計測するGPSゾンデ(1台)、潜熱・顕熱・放射を計測するスーパーサイト(4地点)、顕熱を計測するSATサイト(4地点)、SATを鉛直3点で計測するプロファイルサイト(3地点)、気温の変動を観測する熱伝対(格子状に24個)であった。また、熱収支各項の分布を高精度で推定するために放射計や温湿度計を同一地点に並べた比較観測を実施した。今回のフラックス集中観測CAPS2003は、前年のCAPS2002での観測範囲(1200m×500m)に比べて小さな範囲(200m×100m)を対象としているところに特徴がある。測器の配置は全体としては十字状であり、中心付近の測器に関しては全て同一のロガー(64ch)でデータを記録(多数のデータの完全同期)することにより、乱流構造の詳細な追跡を目的としている。2002、2003の集中観測データは1次解析(クオリティーチェック)を終えて、データベースを作成し、ホームページ上で公開されている。 一方、数値モデリングとしては、非静力学数値気象モデルARPSと詳細な陸面過程モデルSiBUCとの結合モデルを開発し、総観スケールから局地スケールにいたるネスティング計算により、局地風系の詳細な再現を実現するとともに、局地循環に与える陸面過程の影響について詳しく分析された。また、陸面過程モデルSiBUCのさらなる改良によりoff-line計算を再実行し、琵琶湖流域全体の水・熱収支の空間分布季節分布のデータセットを作成した。日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 東京工業大学, 2001年 - 2002年マニラ湾・ラグーナ湖及び周辺流域の統合型環境研究プロジェクト推進のための共同調査1)マニラ湾/ラグーナ湖連成系の水理・水質・生態環境調査および数値シミュレーションモデル開発 マニラ湾及びラグーナ湖の水理・水質環境に関する調査として,2001年10月(雨季;マニラ湾,ラグーナ湖,パッシグ川),2002年2月(乾季;ラグーナ湖),2003年2月(乾季,マニラ湾)においてそれぞれ数日間の集中観測を実施した.また,2002年3-6月の乾季から雨季への移行期での連続観測をラグーナ湖とパッシグ川で行った.これらによってそれぞれの時期における特徴的な水理構造や水質特性を明らかにすることができた.特に,ラグーナ湖における風系場の空間的な非一様性の効果の重要性やパッシグ川におけるメトロマニラ域の支川からの汚濁負荷の重要性,マニラ湾における3次元流動構造の特徴や底泥からのリン溶出の重要性などが示された.さらに乾季末期でのマニラ湾側からの海水の逆流に伴うラグーナ湖内の塩分上昇現象を捉えることに成功した.これらの水理・水質環境調査に平行して,マニラ湾とラグーナ湖の流動シミュレーションのための基本モデルの開発を試みた.このうちマニラ湾に関しては灘岡・二瓶らによる3次元海水流動モデル(Dual-σPOMモデル)をベースとし,ネスティング法や非静水圧分布導入の効果などを検討した.またラグーナ湖に関しては,ラグーナ湖内に数多く存在する養殖池(fish pen)の流体力学的な効果を導入するための現地調査を2003年3月に実施した. 2)重金属に着目した周辺流域を含めた物質循環調査 マニラ湾で採取された既存底泥試料ならびにパッシグ川およびラグーナ湖で新たに採取した底泥試料の粒径分布および重金属の分析を行った.その結果,これらの水域における重金属分布の特徴が明らかになり,その発生域との関連性が示された.特に人為的影響を強く受けている鉛に着目し,その起源の一つとしての道路脇粉塵の採取・分析を行った. 3)周辺流域における水・物質循環に関する数値シミュレーション ピナツボ火山流域における水・物質循環を評価する上で重要となる,雨季における泥流の平面2次元シミュレーションモデルを開発し,その適用性を確認した.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奨励研究(A), 山梨大学, 2000年 - 2001年GPSとマルチパラメータレーダーを用いた豪雨の詳細な構造解析降雨時の水蒸気動態を主としてGPS,マルチパラメータレーダー,メソ気象モデル,雲解像数値モデルによって解析した. ・X-BAIU98, 99の解析 1998年梅雨期に長崎県橘湾周辺,1999年梅雨期に鹿児島県甑島列島で行われた降雨観測実験データのうち,GPS, 2重偏波レーダー,雲解像モデルを用いて主として小規模水蒸気擾乱について考察した.その結果,小さなスケールの線状エコーのような水蒸気のコントラストが比較的明確な対流性降雨の場合には,雲解像モデルの出力結果とGPS位相残差データはよい対応関係を示し,その変動量は大気遅延量で10〜20mm/10分程度であることが示された. ・琵琶湖における解析 1998, 1999年に琵琶湖周辺で生起した局地豪雨現象をGPS, 3次元レーダー,メソ気象モデル,雲解像モデルを用いて,主として降雨生起後の移流方向について考察した.そこでは,GPS可降水量の絶対値が少ないときでは,雨域の移動は下層の可降水量収束方向に進むこと,可降水量の絶対値が大きいときでは,雨域の移動方向は可降水量の収束方向に依存しないこと,メソγスケールの水蒸気変動をシミュレーションによって捉えるためには,モデルの水平スケールを1km以下にしなくてはならないことが示された. ・GPSつくば稠密観測の解析 2000年につくば市周辺で行われた稠密観測結果を気象庁気象研究所/数値予報課非静力学モデル(MRI/NPD NHM),雲解像モデルを用いて,主として雲中の雨滴粒径分布と小規模水蒸気変動について考察した.その結果,雲内の水蒸気変動は雨滴粒径分布の増大に伴う下降風の発生によって減少するが,雲の発達に伴って生じる潜熱放出による鉛直上昇風の発生によって増大することが示された.すなわち,雨滴粒径分布および潜熱放出量を適切に推定する必要がある.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 京都大学, 1999年 - 2001年短時間降雨予測手法に基づく洪水制御支援システムの開発本研究の目的は,必要なデータの取得から使用者の要求する支援情報の提供までを行う総合的洪水制御支援システムを作成し,これを実際の洪水に適用することにある.そのためにシステムの中核をなす情報工学的推論手法を用いた定性的短時間強雨予測手法(SRAI)の精度向上が不可欠となった.ここでSRAIとはレーダー,静止気象衛星画像,数値予報データを初期値として,降水物理過程を定性推論の方法で記述したシステムに雨雲の生起,発達,衰弱を予測させることで狭域(5km空間分解能)・短時間(6時間程度先まで)の降雨の予測を行う手法である. これまでの研究では,初期値として気象庁の領域数値モデル(Regional Spectral Model, RSM)の初期値(6時間毎,20km空間分解能)の格子点値(Grid Point Value, GPV)を用いて予測を行ってきたが,GPVが時空間的に粗いため,予測精度向上を図ることが困難であった.そこで,次世代数値気象モデルである気象庁数値予報課・気象研究所統一非静力モデル(Meteorological Research Institute / Numerical Prediction Division NonHydrostatic Model, MRI/NPD-NHM. 以下略してNHM)の予測値(1時間毎,5km空間分解能)を導入し,予測精度の向上を図った.その結果,従来では予測精度が低かった2時間? 3時間後の降雨予測をよい精度で行うことが可能になった.この予測結果を算出する際にはレーダーの実績降雨を参照して予測結果を修正しているためにNHM単体で降雨予測を行うより,よい精度の降雨予測が可能になった. さらに開発を進めて,精度向上に関する研究の過程で,NHMが予報する「雲水」「雨水」の混合比をSRAIの初期値として用いるようにすれば,さらに降雨予測精度の向上が望めることが期待できたので,それを行った.したがって,現段階での情報工学的推論手法を用いた定性的短時間強雨予報手法はNHMのあらゆる情報を取り込み,加工して短時間降雨予測を行うことができるようなシステムになっている.ただし,開発に多くの時間が割かれてしまったので適用事例を増やすことができなかった.今後は,適用事例をさらに増加させることにより,利用者に対する信頼度を向上させていくことを課題とする. 最後にNHMを利用することにより,NHMが持つ問題点(100%の降雨予測を行うことはできない,大量のデータがあるためその解釈には高度な気象学的知識が必要など)を克服して,数値気象モデルによる予報を河川や貯水池の管理現場に適用する筋道をつけることができたことも,本研究における大きな成果であると自負している.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 京都大学, 1998年 - 2000年バーチャルリアリティによる貯水池の高水・低水連続操作支援システムのモデル化平成12年度は、計画最終年度であり、理論の総合化と実用化を図った。 1.気象学的なシステム(入力)の異常を人工知能内の新しい知識とみなす知識獲得過程を提案し、知識レベルに応じた洪水予測・操作手順を明らかにした。台風の進路、雨の降り方、流出の特性などがあり、ファジイ値として統合化して、知識の分類・抽出・追加を行った。 2.ファジイ理論とニューラルネットワークを活用し、ファジイーニューロ型の降雨・流出予測を行った。ハイエトグラフはパターン分類に基づくファジイ推論を、ハイドログラフはハイエトグラフを利用するものとそれまでの流量だけを利用する2方法を用い、流入量の変動によって使い分けた。また、知識量の表示には、情報量を導入し、管理者の知識レベルを伝達するようにした。 3.バーチャルリアリティを貯水池操作の教育システムに取り入れ、ダムコントロール室内でのパネル操作、ゲート操作の再現と、ダム上下流での制御結果の立体表示を行った。訓練者があたかも実コントロール室にいるように感じることが重要で、立体的表現、目線に応じた画面の移動とズーミング、および指導者からの音声での指導が重要であった。 4.Visual C++上でのプログラム化を試み、パーソナルコンピュータでの解析を行った。そのため、変数に対するマニュアルが少なく特別な解説が不要となった。データの取り込みに関しては別のファイルが用意されており、携帯電話や無線などの利用は図れなかった。ただし、実務者との連携を図り画面の改善を図る必要は感じられた。日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(A), 京都大学, 1998年 - 2000年水・人間・地球の相互作用を考慮した持続可能な水資源環境に関する国際水文学研究人口増,環境変化,社会の成長,気候変動などに伴う水問題は人類の持続的な発展のために極めて重要な課題であるという認識のうえで,我が国およびアジア・オセアニア地域における多数の水文学研究者をAP-FRIENDの名の下に結集し,当該地域内の種々の水問題の解決に向けて国際共同研究を組織的かつ強力に推進してきた. 1.東アジア・オセアニア地域における各国河川流域の水文観測データを系統的に収集しデータベース化するために,日本人および外国人の研究分担者を韓国・テグ(平成10年11月7日〜17日),中国・南京(平成11年10月18日〜21日),ニュージーランド・クライストチャーチ(平成12年11月18日〜27日)に派遣し,データベース管理システムの仕様,データの書式仕様(フォーマット)を検討した.同時に国際河川を含む河川環境について,洪水・渇水並びに総合的流域管理についてのシンポジウムを行った. 2.日本人研究分担者をベトナム国のメコンデルタに派遣(平成11年3月5日から12日)し,ベトナム国の研究分担者とともに,ベトナムにおける河川水文データベースの実態調査を行った.同時にメコンデルタについて人間活動の土砂流出・河川環境への影響に関して調査を行った. 3.外国人研究者を韓国より招聘し,また,日本人研究者をベトナム,タイ,オーストラリア,ニュージーランドに派遣し,比較水文学研究としての共同研究打ち合わせを行った.具体的には流出のスケールアップによる比較水文学研究,植生量の変化に伴う流量等の変化に対する研究,植生活性調査,人間活動及び環境・気候変動が水資源に与える影響評価の研究を行った.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奨励研究(A), 京都大学, 1998年 - 1999年地表面過程が局地豪雨に与える影響に関する観測及び数値実験的研究主として山岳地で生起する局地的集中豪雨についてその地形条件が豪雨生起後の降雨の時・空間分布に与える影響を導くことによって,実時間での降雨予測のための知見を提供することを目的に以下の観測および数値実験を行った.これにより,本研究で計画していた観測データの収集,数値モデルの開発とそれを用いたシミュレーション,および解析が達成された. 観測 6月22日〜7月3日にかけて九州南西部にて行われたX-BAIU99およびGPS気象学の合同観測に参加し,地形の影響を受けていない鹿児島県甑島列島にてGPS,地上気象測器,ラジオゾンデ,レーダーによる測地・気象観測を行った.それによって,豪雨時の海洋上における水蒸気の移流や相変化量を考察する基礎資料を収集した. 計算1 小規模水蒸気擾乱の変動特性をGPS視線方向大気遅延量から算出するためフーリエスペクトルを用いた方法を考案し,それを1998年の琵琶湖プロジェクトにおけるGPS,1次元風速分布観測データに適用し,方法の妥当性を検証した. 計算2 1998年梅雨期に長崎橘湾周辺で観測されたラジオゾンデ,レーダーデータと3次元雲解像モデルを利用して,豪雨時の水蒸気変動状況を再現した. 解析 上記の観測および計算方法と計算結果を利用して,豪雨時の水蒸気変動を考察し,豪雨をもたらす対流性降雨およびその周辺の層上性降雨が水蒸気変動に与える影響は異なっていることが,数値計算によって示された.観測データを詳細データに検討することによって,豪雨が水蒸気擾乱に与える影響はGPS可降水量や,視線方向大気遅延量を用いることによって,観測可能であることが示された.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 京都大学, 1998年 - 1999年酸性雪の長距離輸送とそれが流出過程に及ぼす影響に関する研究わが国でも春先の融雪期にアシッドショックなる酸性度の低い流出水が観測されつつあることを考え,冬季の酸性雪,とりわけ琵琶湖北部域でのそれに焦点をあてて,以下の研究を行ってきた.まず,化学反応を含む酸性雪の輸送・反応・沈着過程をモデル化するとともに,長距離輸送され到達した酸性雪が降水の微物理過程モデルを介して降下するモデルを作成し,そこでの降水の水質観測からこれらモデルの検証をはかった.また,この酸性雪が降下してからの流出諸過程,すなわち降雪・積雪・融雪・浸透・流出過程の水量・水質観測とモデル化をおこない,観測データとあわせ解析を行った.具体的な研究結果を以下に示す. 1.酸性雪数値モデルの開発: 大石らの開発した詳細な雲物理過程を含んだ雲物理モデルに琵琶湖北部域の二次元斜面地形を組み入れて大気水象場を形成し,さらにRutlegeらの開発したSo^<2->_4,No^-_3の生成・沈着モデルを一部改良して診断的に,すなわち化学物質の輸送過程を考慮しない形で結合した結果,So^<2->_4,No^-_3の混合比が観測値に比べて幾分大きな値を示した.そこで,化学物質の輸送過程なども予報変数に組み込んでプログノスティックに化学物質の移動・輸送・生成・沈着過程をモデル化しなくていけないという結論に達し,モデル化を行った.本モデルは降水粒子の分布をも計算できるモデルと化学物質の降水粒子への沈着を考慮した世界で最も現象に忠実なモデルである. 2.酸性雪の流出諸過程のモデル化とその流域規模への拡張: 酸性雪の流出諸過程をモデル化するにあたって流域面積約5.4Km^2の小流域における連続あるいは集中観測によるデータ取得をはかるとともに,水量・水質個々のモデルとその結合,さらには多層メッシュモデルによる面的拡張を展開することによって,融雪水量の日内変動,融雪時のアシッドショックによる河川水PHの低下,河川水PHの日内変動をかなり再現できることが見い出された.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 国際学術研究, 京都大学, 1997年 - 1997年東南アジア・太平洋地域の流域水利用実態及びデータ環境の国際共同調査東南アジア・太平洋地域における持続的で健全な水資源環境のあり方を明らかにすることを最終目標として,以下のような調査を行った. 【1】東南アジア・太平洋地域の各国の代表河川流域を多数の研究者が同時に調査し,自然的,社会的条件,水資源利用の実態とそれを表すデータの所在,形態,質,アクセス等を調査・特定した.同時に種々の情報交換を行って,重点課題の共通性・相違点を明らかにした.具体的には,タイおよびラオス(平成9年12月),オーストラリア・ニュージーランド(平成10年3月),マレーシア及びインドネシア(平成10年3月)を,それぞれ22人,14人,23人の研究者によって調査した. 【2】水文・水資源に関わる各種データを上記6カ国について収集した,また,国際共同利用データベースの構築と通信ネットワークによる共有化を図るために,データベース管理システムの仕様,データの書式仕様についての会議を行い,関係各国間のデータ共同利用ネットワークのあり方について提言を行った. 【3】現地調査及び情報交換による知見と収集したデータを利用して,洪水及び渇水特性の地域比較,水文過程のモデル化,持続可能な水資源環境の解析法の確立,地中水,地下水の流動及び森林域における雨水流出過程の実態と影響の評価などを検討した.さらに,今後推進すべき重点課題を明らかにすることを目標に,訪問した各国において,訪問国での水文・水資源・災害に関する研究報告と日本との間での比較水文学研究の提案を行うための会議を設け,今後の比較水文学研究にとって必要不可欠な情報の交換を行った.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(A), 京都大学, 1995年 - 1997年山地および都市の局地豪雨の生起特性解析と予知急崚な山岳地において頻繁に生起し,レーダー等でもモニタリングできない局地的集中豪雨について生起条件を抽出し豪雨生起後の降雨の時・空間分布特性を導くことによって,山地および都市の豪雨水害に対して実時間での降雨予測手法を防災システムの一つとして開発する事を目指し,3年の研究期間を通してラジオゾンデおよび地上水文観測装置を用いた観測と詳細な雲物理過程を考慮した積雲モデルによる解析を行った.それによって雹の生成を調査することが,豪雨の予知に対し重要であり,そのために空中の水蒸気分布を知ることが重要であるという結論が得られた.以下それぞれについてより詳しく述べる. 1)梅雨前線に伴う豪雨時の水文・気象観測を主として福井県九頭竜川流域にておこなった.主観測期間は1996年6月24日〜26日,1997年7月2日〜10日である.それ以外にも,1995年11月,1996年7月,1997年8月に都市と水体が豪雨に及ぼす影響を調査するために滋賀県木之本町周辺で補助的な観測を行っている.観測項目としては3時間毎の大気プロファイル,時空間的に詳細な地上降雨,およびXバンドレーダーによる雨域の移動の定性的観測である. 2)上述した観測データを用いて,豪雨をもたらすような積雲の発達・衰弱をつかさどる微物理過程に与える地形,風速,大気安定度,水蒸気の鉛直分布の影響に関して考察するために,詳細な雲物理過程を含み地形の影響を考慮することができる数値気象モデルを開発した.そのモデルを用いて考察した結果,雹の生成量の多寡が積雲からの降雨量に対し極めて重要な指標であること,雹の生成量を決定している要素として重要と考えられるものは中層の水蒸気とそれを上層に運搬する鉛直風の存在であることが示された. 3)雹の生成を直接観測できるものとして期待されるレーダーにとって地上降雨量と上空での反射因子との整合性の問題を解決するために,雨滴粒径分布の鉛直構造を考慮してレーダーを用いて降雨量を推定する手法を構築した. 4)雹の生成に不可欠と結論づけられた水蒸気を観測するためには新たな観測手段であるGPSが適切であると考え,GPSを用いて積雲スケールの水蒸気擾乱の抽出を行うための新たな式系を開発し,その検証を観測されたデータを初期値として数値計算によって導出された水蒸気情報を用いて行い,良好な結果を得た.さらに1995年度の滋賀県信楽町の京都大学超高層電波研究センター信楽MU観測所近辺のGPSデータによって同上の式系を用いて解析を行った. これら結果から,ドップラーレーダーなどによる鉛直風成分の観測とGPSによる水蒸気擾乱抽出手法が,豪雨の予知にとって効果的であることが結論づけられた.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 京都大学, 1996年 - 1996年降雨の3次元構造を考慮したレーダーを用いた地上雨量の推定レーダー雨量計の有効性については様々なところで議論されている.しかし,レーダー雨量計を用いて地上における降雨強度や総降雨量の推定を行う際の様々な問題があり,十分な精度が得られていないのが現状である.その原因の一つとして,雨滴粒径分布が降雨の種類によって変化し,その鉛直分布も変化することがあげられる.落下する雨滴粒径分布の変化を雨滴の分裂・併合・蒸発などの微物理過程を考慮したモデルで表現したり,指数分布で雨滴粒径分布を表現し,その分布の傾きを降雨強度によって分類するなどの試みは行われている.しかし,それらの結果とレーダー雨量推定精度向上とは必ずしも結びついていない.申請者らはこれらの問題を根本的に解決するために降雨タイプに依存した形で雨滴粒径分布の鉛直構造を考慮したレーダー雨量推定手法の構築を目指し,実際に地上と鉛直方向の雨滴粒径分布を観測・解析することにより降雨タイプに依存した雨滴粒径分布パラメータとその鉛直分布を明らかにすることを試みた.鉛直方向の雨滴粒径分布の観測は,雨滴の落下速度のドップラースペクトルから雨滴粒径分布を推定することが可能な京都大学超高層電波研究センターのMUレーダー(Middle and Upper Radar)を用いて行った. 地上における雨滴粒径分布については,降雨タイプ別の定式化を行った.降雨期間中に降雨タイプがあまり変化しない梅雨前線に伴う降雨に関しては定式化を行うことができたが,台風性,秋雨前線などの降雨タイプでは降雨期間中に,より小さい時・空間スケールの降雨タイプが変化するために今回用いた降雨タイプによる定式化では十分に雨滴粒径分布を表現することができないことが明らかになった.対流性,層状性などのより小さな時・空間スケールでの降雨タイプによる定式化を行う必要である. 鉛直方向の雨滴粒径分布については,指数分布で推定されるパラメータの鉛直分布を時系列で追跡することによって,時々刻々変化する降雨タイプの雨滴粒径分布の鉛直分布をとらえることができ,その降雨タイプは10分程度で変化しており,定式化には10分間の平均値で行うことができることを示した.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 京都大学, 1995年 - 1996年都市水害の解析・防御のための地理情報システムとリモートセンシングの応用本研究では、都市水害の解析・防御を目的として、最新のGISとリモートセンシング(RS)データを研究の過程で利用している。以下に本研究の成果を要約する。 (1)宝は、庄内川流域のリモートセンシング(RS)画像をもとにさらに空間分解能の粗いRSデータを模擬生成し土地被覆分類、植生指標NDVI、蒸発散推定に及ぼす空間分解能の影響を定量的に明らかにした。また、矢田川流域において、50m及び250mメッシュの数値標高データと10mメッシュの土地利用数値地図、レーダー雨量を用いた分布型流出モデルを構成し、洪水予測精度を検討した。 (2)岡・宝・近森は、巨椋池流域においてこれまで蓄積されてきた河川水位、雨量データを整理するとともに、流域の状態を地形図、航空写真、現地踏査によって精査し、河川、排水路、地中の上下水道管、道路、用途地域の区画、等高線などのベクタ情報をGISを利用して入力・整備した。 (3)中北は、近畿及び九州のレーダー雨量データを整理するとともに、九州国見山レーダー雨量計に関し、鹿児島豪雨の生起した都市の年間の5分毎のレーダー情報のデータベースを用いた分析により、降雨分布と地形標高との強い線形関係を見出し、降雨布の確率モデルを提案した。 (4)堀は、水害避難行動ミクロモデルとGISをリンクすることにより、洪水-氾濫-避難の一元的なシミュレーションを行い、都市部における地形・浸水条件と、避難行動及び適切な情報提供の時期や形態との関係を明らかにした。 (5)近森は、内水排除のための排水機の最適運用を機場における洪水位予測に基づいて行う方法を示し、GISを用いた内水排除計画・施設管理の意志決定支援システムの基礎を構築した。 (6)大石は、気象庁の数値予報出力値(GPV:Grid Point Value)及びアメダス情報をGISに導入するとともに、定性推論及びモデルベース推論と呼ばれる情報工学的手法を用いて、都市水害を生起させるような局地的な降雨に対する短時間予測手法を開発した。日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奨励研究(A), 京都大学, 1995年 - 1995年情報工学的推論手法を用いた局地豪雨予測手法の開発に関する研究気象情報から気象現況を定性的に推論するアルゴリズムとルールを作成し、それを計算機中で表現し,実際の豪雨現象に適用してケーススタディを行うことでアルゴリズムの検証を行うことを目標に以下の研究を行った. 1.気象庁・数値予報出力値であるGPV(Grid Point Value)を用いて前線の位置を判断するアルゴリズムを開発した.このアルゴリズムは気象現象に詳しい人間が前線の位置を判断する手法を模して,事例毎に変化するGPVの値を相対的に判断して事例毎に適当なしきい値を判断して2値化を行うことにより前線を抽出する機能を備えている.さらに,アルゴリズムの検証段階において人間が空間的に分布している数値を判断する際には全領域の値の分布具合を判断して空間をいくつかに分解し,その中で前線を抽出して最後にそれぞれで求められた前線を結合していることが判明した. 2.偏微分方程式により表現されている大気の連続式を通して,GPVで得られるメソαスケールの風の情報から地形の影響を受けて生起するメソγスケールの鉛直風分布を求める定性モデルを開発し,その実現を行った.ここで得られた鉛直風分布と大気の安定度,および水蒸気の供給状況が局地豪雨をもたらすような積雲の生起を予測する推論材料である.また,この定性モデルの開発は,診断的解法ではあるが,今まで常微分方程式系だけが定性推論モデルとなることが可能であったという壁を乗り越えて偏微分方程式系も定性モデル化する手法を提案するものである. 3.積雲の数値シミュレーションを通して局地豪雨をもたらすような積雲の生起・発達に影響を与える種々の定量・定性的要因を獲得し,それらを実際の局地豪雨予測に活用するために1次元定性積雲モデル,それを2次元に拡張した2次元定性積雲モデルの基礎的フレームを考案した. これらの研究を行う上で,特に大量のデータを必要とするGPVの解析に際して,計算機の主記憶装置,外部記憶装置を拡張したことが研究の進捗に非常に効果的に機能した.日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 一般研究(B), 京都大学, 1994年 - 1995年水文循環モデルのスケールアップ・ダウンと水資源システムへの応用水文循環のスケールアップおよびスケールダウンを考えるに当たって鍵となるのは,地形,蒸発散量および降水量分布のそれである。一方ではstbchasticな議論も非常に重要である。すなわち,平均的な物理量が互いにどういう関係にあるかを様々なスケール毎に個別に議論するだけでは現象を理解したことにはならず,スケール間の関連および相違が説明づけられなければならない。さらには,洪水防御計画や水質源計画に対する降水量分布や水位,流量のstochasticな構造の情報は,今や実用上欠くことのできないものとなっている。以上が,大気との相互作用という視点以外に,水文プロパ-の水循環のモデル化において考慮されなければならない点である。 本研究は以上の視点をベースに,水文循環モデルのスケールアップ・ダウンと水資源システムへの応用を一貫した課題として取り組むための突破口となるべく,イ)流域特性のメッシュ集中化によるマクロ水文モデルの開発,2)降雨分布の時空間分布特性の物理-確率過程モデルの開発,3)大気-降水-土壌・湖面-地表・地中・地下水流出-蒸発散の相互作用の観測,モデリグ,4)雲の存在を重視した降水過程のモデル化と観測,5)地形情報のスケールアップ・ダウンと流出モデルのそれに蒸発散および降水分布特性が及ぼす影響の明確化,6)種々の時間,空間スケールで得られる水文情報の洪水防御計画,水資源計画への活用手法の開発,7)地上および衛星リモートセンシング情報の有効利用手法の開発,を各研究者が連携しながら進めたものである。本研究は,「水文循環モデルのスケールアップ・ダウンと水資源システムへの応用」を完全に確立する事を目指したのではなく,その展望や突破口を具体的に形で示すことにあった。各課題一貫してこれから進むべき方向を研究成果として具体的に示せたことにより,突破口としての役割を果せたと言える。日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 一般研究(C), 京都大学, 1994年 - 1994年陸域の影響を詳細に考慮した局地的豪雨分布特性の解析本研究で行ったことは,相互に関連しながらも以下の5つに分類される. 1.土地利用スケールが地上からの熱・水フラックスに及ぼす影響:都市,植生を取り込んだ詳細な熱収支モデルを開発し,それを用いた数値実験によって,土地利用スケールと平均顕熱・潜熱フラックスとの関係を明らかにした. 2.地上からの熱・水フラックスが降雨分布に及ぼす影響:陸面過程,降雨モデルを含んだ数値モデルを用いて,都市化に伴う地上からの顕熱フラックスの局所化,土壌水分量の局所化が降雨を発生させるかどうかの解析を行い,豪雨発生の可能性を見いだした. 3.上昇気流が積雲の発達に及ぼす影響:山岳斜面による強制上昇流を想定し,微物理過程を含んだ積雲数値モデルを用いて,初期鉛直上昇流と積雲の発達度合い,もたらされる降水量との関係を明らかにした. 4.地形分布が降雨分布に及ぼす影響:鹿児島豪雨のレーダー観測情報を用いて,どの程度大きなスケールになると降雨分布特性と地形分布特性が大きく関連してくるかを,雨域の発達・衰弱量の時間的・空間的持続性を指標に調査し,1日程度の時間スケールで見た場合は,20km程度の平均スケールになると関係が顕著に現れることを見いだした. 5.降雨予測:レーダー情報と数値予報結果を結合させた短時間降雨予測手法を開発するとともに,情報工学的手法を用いた局地降雨予測手法の開発を行った. 6.降雨が流出系の及ぼす影響のモデル化:任意の流域でこの影響を評価することを容易にするために,流出系の構造的モデル化を図った.災害時の水資源問題競争的資金降雨観測と降雨予測を基礎にした洪水土砂災害予測警報システムの開発競争的資金効果的な防災教育に関する研究競争的資金雲物理過程を考慮した豪雨の発生・発達予測競争的資金