日本海降雪雲のメソスケール及びマイクロスケールの構造 : 第一部:寿命の短い対流性降雪雲の微物理構造の変化

概要

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1989年から1992年の4冬期間に、雲粒子ゾンデ・雲粒子ドロップゾンデ・ドップラーレーダ・マイクロ波放射計を用いて、日本海上の対流性降雪雲の観測を行った。この論文では、雲の一生の中でステージの異なる雪雲の観測例を多数コンポジットし、雲頂温度-20±3℃の比較的寿命の短い対流性降雪雲内の微物理構造の変化を調べた。発達期には中程度(〜4m/s)の上昇流によって雲全体に断熱凝結量に近い高濃度の過冷却雲水が生成される。このとき水晶数濃度(200μm以下)は10個/リットル程度で降雪粒子(200μm以上)はまだ形成されていない。最盛期には、氷晶は時々100個/リットルを越える高濃度となり、アラレや濃密雲粒付雪結晶からなる降雪粒子ができ、その濃度は10個/リットル程度となる。これらの降雪粒子の昇華及びライミング成長により、過冷却雲水のかなりの部分が消費される。衰退期までには、ほとんどの過冷却雲水が消費され、雲内には全くライミングしていないか、又は軽くライミングした雪結晶が残る。降雪機構としては、過冷却雲粒の共存下で発生した氷晶(特に厚角板や角柱などの軸比が1に近い結晶)が、昇華・ライミング成長を続け、最終的にアラレになる機構が主なものである。一方、暖かい雨の形成機構が慟いていることや、凍結水滴がアラレの芽となっている可能性を示唆する結果も得られているが、過冷却及び凍結水滴の数濃度が低いこと、また分布が時空間的に限定されていることから、その寄与は小さいものとみられる。雲水量の収支計算から、発達期には、気塊の断熱上昇による過剰水蒸気生成項が卓越しており、雲水量は断熱凝結量に近い値となるが、一端降雪が強くなると、1m/s程度の上昇流を含む雲でさえ定常状態を維持できなくなり、降水粒子の昇華・ライミング生成に消費され、過冷却雲水は急速に減少・消失することが示された。
社団法人日本気象学会の論文
1994-10-25

日本海降雪雲のメソスケール及びマイクロスケールの構造 : 第一部:寿命の短い対流性降雪雲の微物理構造の変化

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