【研究領域課題番号】20H03019 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

気候変動 / 土砂災害 / 山地洪水 / 斜面崩壊 / 土石流 / 降雨流出 / 自然災害 / 中山間地域 / 洪水流出

【研究成果の概要】

本研究では、気候変動による豪雨の激甚化が中山間地集落の自然災害リスクに及ぼす影響を評価するために「山地流域における降雨規模（1降雨の総降水量及び降雨強度）の変化に対する水・土砂流出の応答特性」の解明し、予測手法を提案することを目的に実施している。具体的には、1.斜面土層内に降雨の一部が貯留される状態（比流量＜降雨強度）、2.斜面土層が飽和に達し、比流量≒降雨強度となる状態、3.土石流や斜面崩壊の発生により、地中に貯留されていた水が流出する状態（比流量＞降雨強度）といったように降雨規模の大小により状態が変化するという作業仮説の検証を行い、容易に取得可能な場の条件に関する情報から山地流域における災害を引き起こすような豪雨時の洪水流量・土砂流出量を予測する手法を提案することを目的とする。
そこで、本研究では、まず、山地流域の豪雨時の降雨流出応答を明らかにする。中でも、土砂災害の発生場にしばしばなる大起伏山地は水文観測データの蓄積が進んでいないことを考慮し、東京大学秩父演習林や筑波大学井川演習林において水文観測を実施する。その上で、既存の中起伏山地の水文観測結果と比較し、大起伏山地の降雨流出応答がこれまでの中起伏山地における知見で説明可能か検証しつつ、降雨規模の増大に伴い1から3の状態に遷移するとした作業仮説を検証する。さらに、山地流域で土石流、斜面崩壊が発生した場合の流出量に関する各種データを集約・分析し、土砂移動が生じるような豪雨時の山地流域の水および土砂の流出特性について検討する。ここでは、特定の山地流域における航空レーザー測量データを用いた解析と、各種のデータベースを用いた日本列島スケールの解析を実施する。これらの解析を通して、上記1～3の作業仮説を検証した上で、検証結果に基づき、数値解析により土石流、斜面崩壊の発生を予測する手法を提案する。

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【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究分野】次世代の農資源利用

【研究領域課題番号】17KT0066 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大気汚染 / 森林火災 / 気候モデル / PM2.5 / 気候変動 / 農作物 / 経済分析 / 水循環 / シベリア / 陸面モデル / 温暖化実験 / 機械学習 / 灌漑 / 経済評価 / 環境経済 / 地球変動予測 / 自然災害 / 水資源 / 大気現象 / 経済政策

【研究成果の概要】

人類の持続可能性の観点から重要な，「災害」，「食（農）資源」，「水資源」，「大気汚染」に関連した研究を，気候モデル・衛星・再解析データ等を用いて解析し，経済分析を行った．大気汚染では，森林火災予測に直結する気候・環境要因を明らかにし，機械学習で火災予測の初期検討を行った．気候モデル実験では， シベリア森林火災が増加した際のPM2.5日平均環境基準を超える日数や若年性死亡数の変化を分析し，経済損失まで見積もった．また，MIROC最新版に改良版作物成長モデルMATCRO（作物4種）を導入した．水循環の観点から，日本では0.5K/100年間の気温上昇が存在で，実測降雨の新記録発生頻度が説明された．

【研究の社会的意義】

地球温暖化が進む中，人類の持続可能性に直結する「災害」，「食（農）資源」，「水資源」，「大気汚染」の変化が今後懸念される．本研究では，農作物4種を改良版MATCROとして最新版気候モデルMIROCに組み込み，今後の食資源と温暖化の関係の研究への貢献が期待される．さらに，シベリア森林火災が増加した場合に，大気汚染（PM2.5）がどの程度風下域へ運ばれ，人の健康と経済の観点から影響を与えうるかについて重要な知見を得た．また，温暖化時のこの森林火災増加の経済的影響まで評価ができた．これらは，初期的知見とは言え，将来の適応策を検討する際の重要な基礎データとなり，その社会的意義は大変大きいと考えられる．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-07-18 - 2020-03-31

【配分額】18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)

【研究分野】自然災害科学・防災学

【研究領域課題番号】16H01844 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

自然災害予測・分析 / 気象・水災害 / 水災害　豪雨 / 豪雨・豪雪 / 領域大気モデル / 温暖化 / 集中豪雨 / 平成30年7月（西日本）豪雨 / 海面水温上昇 / 豪雨災害 / 大気モデル / 自然災害 / 防災 / 気象 / 気候変動 / 予報実験 / 高解像度海面水温データ / 豪雪

【研究成果の概要】

本研究では，従来看過されてきた我が国の豪雨・豪雪への海洋からの影響を評価し，その重要性について幾つもの重要な成果を挙げた．まず，大気モデルの境界条件としての海面水温データの不確実性が豪雨・豪雪の再現に影響することを見出した．また，平成30年7月（西日本）豪雨時に，黒潮からの蒸発増加が西日本の雨量を増加させたことを見出した．さらに，ここ40年の日本近海の温暖化が，平成30年7月豪雨や平成29年7月九州北部豪雨の雨量を数％程度増加させた可能性が見出された．

【研究の社会的意義】

日本近海の海流などに伴う海面水温の細かな分布や近年の水温上昇が豪雨・豪雪に及ぼす影響は従来看過されてきたが，その重要性が本研究により明確に示されたことは，豪雨・豪雪の数値天気予報の精度向上に資する重要な成果であり，今後の我が国の防災・減災対策に向けても意義深いものである．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】40,170千円 (直接経費: 30,900千円、間接経費: 9,270千円)