2024年12月-2025年1月の冬を振り返る

　山形県米沢市について、2024年12月1日～2025年2月10日までの市内アメダスの日最深積雪と市内スキー場の平均積雪との推移をグラフ化しました。積雪量のスケール自体は地点毎に異なるものの、増加・減少の動向は概ね一致しました(正の相関が見られます)。また、積雪量の増え方が「階段状」になっているのが印象的です。

　ここで細かいことを述べると、アメダスの積雪増加から１日遅れてスキー場の積雪も増加する傾向が見られます。観測の時間や方法が必ずしも統一されていないためと推察します。


　続いて、山形県内における1976-2024年の各1月の降雪量(月降雪量)を地点毎に「箱ひげ図」で比較しました。「×」は平均値、「○」は外れ値を表しています。各地点で平均値と中央値の間に大きな差は見られなかったものの、変動の幅が広いことが見て取れます。

　この箱ひげ図の上に、この冬の実況値を「★」で重ねてみました。この冬の12月は概ね四分位範囲の中に入りましたが、1月は平均値～第1四分位数を下回る傾向が見られました。上記の積雪深の推移を見ても、この冬は「短期間で集中的に積雪が増加する」ことが多いようです。

　さらに、上空の風の動向を探るため、ウィンドプロファイラの観測値を用いて、2025年1月の酒田(山形県)と高田(新潟県)の高層1～5kmの風配図を作成しました。

　下層では西北西寄り、上層では西南西寄りの風向が優勢でした。このことから、上層ではトラフの南東象限に位置する一方、下層では冬の季節風が流入する傾向が窺えます。

山形県内の多雪年と少雪年（1月の降雪量を基に）

　山形県内における1976-2024年の1月の降雪量(月降雪量)を地点毎に比較しました。箱ひげ図において、「×」は平均値で「○」は外れ値を表しています。各地点で平均値と中央値の間に大きな差は見られなかったものの、変動の幅が広いことが見て取れます。

　続いて、第3四分位数以上の地点が多い年を「多雪年」、第1四分位数以下の地点が多い年を「少雪年」とし、秋田の高層850hPa面(上空1400m付近)における風向と気温を比較しました。多雪年では西北西～北北西、少雪年では西南西～南南西の出現率が各10%増の傾向が見られました。また、多雪年では強い寒気の南下が顕著となることも判ります。

2025年01月09日の大雪

　この冬は日本海寒帯気団集束帯(JPCZ)が多いように感じております。そんな中、昨日(1/9)の山形県の内陸側・南部の米沢アメダスでは45cm/日の降雪を観測しました。

　米沢の12月1日～1月9日の日降雪量と日最深積雪の推移をグラフにしてみました。12月半ばにまとまった降雪が見られ、下旬から断続的に積雪が増加しているようです。さらに、1月9日の降雪で積雪が一気に増加したようです。

　この日の9時の数値予報図(地上)を見ると、日本海寒帯気団収束帯(JPCZ)の南側では西寄りの風、北側では北寄りの風となっていました。その上空1500m付近では、-9℃前後の強い寒気も南下しました(図略)。ただし、気圧配置と風向からは一概に「Ｃ字型」とは言えないようです。

　そこで、この日の6～15時の山形県内の風の流れを基に「収束線」を解析しました。この結果、海上のJPCZに加えて、地形に伴う局地的な流れが「内陸部における収束線」を形成していた様子が窺えます。

　この他にも、未だ描かれていない収束線が見えてくるかも知れません。主に山から谷に向かう流れ同士が収束することが多いようです。一方、谷では冷気湖が形成されやすく、これが解消する際に発散場となることもあります。内陸部の局地風はなかなか複雑です。

　いずれにせよ、上空寒気の南下で大気の不安定性が増大した所に、内陸部の収束が加わって、雪雲の停滞や対流活発化につながった可能性が考えられます。

2024年の夏は「前年よりは」マシだった

　昨年に倣って、山形県および新潟県内の8地点における8月の日最高気温の推移(1976～2024年)を調べてみました。日最高気温は「猛暑日(赤)」「真夏日(橙)」「夏日(黄)」「夏日未満(青)」の４階級に分け、各々の出現回数を表示しています。

　今年(2024年)は「真夏日」の出現が顕著だった一方、昨年に比べると「猛暑日」の出現は大幅に減少しました。今年の夏は、「真夏日」の占める割合が大きいため、全体の傾向としては高温傾向となりました。しかし、昨年(2023年)のような「連日の猛暑日」とまでは行かなかったようです。昨年の夏が「明らかに異常」だったことが判ります。

　また、近年は「真夏日」と「猛暑日」の占める割合が次第に大きくなる傾向が見られます。

2024年07月25日の庄内・最上地方の大雨

　2024年7月25日は山形県内で大雨に見舞われました。さらには、一時的に大雨特別警報が発表されるに至りました。まずは、被害に遭われた皆様に、お見舞いを申し上げます。

　この間、梅雨前線が日本海北部を通って北日本へ延びており、南西から暖かく湿った空気も流れ込んでいました。大気の状態も不安定になり、線状降水帯が発生したようです。持続的な大雨に見舞われた地域は「梅雨前線の南側(佐渡島２～３個分)」に位置しており、ちょうど対流が活発な部分に重なったものと推察されます。

　2024年7月25日06時～翌26日06時の山形県の「24時間降水量」の分布を見てみましょう。比較のため「平年の7月の降水量(1か月分)に対する比率(%)」を併記しています。

　左側の図は「24時間降水量」です。庄内～最上地方を中心に顕著な降水が観測されました。また、右側の図の「平年の7月の降水量に対する比率」が100%を超える地域も見られました。すなわち、この24時間で1か月分に相当～それ以上の大雨に見舞われたということです。


　続いて、2024年7月25日06時～18時の12時間について「3時間毎の降水量の推移」を見てみましょう。初めは庄内地方を中心に顕著な降水が観測されました。その後、最上地方まで広がり、やがて村山地方や置賜地方の一部に達したようです。

　2022年8月3日にも置賜地方を中心とする大雨(記事1,記事2)に見舞われており、その影響が心配されます。

梅雨末期の降水

　前回の記事では、今年(2024年)６月の山形県内の降水量が平年よりも低かったことを紹介しました。

　暦は７月に入り、梅雨前線も日本海まで北上してきました。この影響で、山形県でも昨日(8日)と今日(9日)と２日連続でまとまった降水が見られました。

　左は昨日(8日)の6時～12時の6時間降水量の分布です。梅雨前線が日本海から東北地方に延びており、この前線に向かって暖かく湿った空気の流入が顕著となりました。このため、前線付近の対流が活発となり、山形県内でも強い雨となりました。これで、水不足は緩和されるのでしょうか。

　右は本日(9日)の6時～12時の山形県内の6時間降水量の分布です。新潟県村上市から山形県の庄内・最上地方にかけて、まとまった雨が観測されました。新潟県村上市付近では朝日連峰、山形県最上町付近では奥羽山脈に沿うような形で降水量の極大域が形成されています。土砂災害や河川の増水などにも注意が必要です。

　続いて、本日(9日)の気象場のポイントを見てみましょう。梅雨前線が日本海にあって、東西に長く延びています。また、南西からの暖かく湿った空気（高相当温位）が太平洋高気圧の縁辺に沿って北上し、梅雨前線に持続的に流入しました。上空の気圧の谷の影響も加わり、前線付近では対流が活発となりました。

　梅雨末期は、急な強い雨や大雨のおそれもあるので、最新情報の確認を心掛けましょう。まずは、お手持ちのスマホに「お天気アプリ」をインストール、またPCを使用される方は「お天気サイト」を幾つかブックマークに入れておきましょう。

続・2024年1月は少雪傾向

　前回の記事「2024年1月は少雪傾向」の続きです。

　今度は山形県内の5地点における12月と1月の降雪量に関して、平年値（1991～2020年）と今季の比較を行いました。この結果、いずれの地点も今季は平年値を下回っていました。特に、朝日連峰にある肘折では「平年値の5～6割程度」と顕著な少雪となっています。水不足など、今後の影響が気になる所です。

　また、上記5地点の平年（1991～2020年）の月降雪量の変動は次の箱ひげ図のようになります。このグラフと比べると、今季は平年の「第一四分位点」以下となる所が多く、下方の「外れ値」の水準となる所さえありました（平年の変動範囲の25パーセンタイル以下）。

　上空にも目を向けてみましょう。平年（1991～2020年）と今季（2024年）1月の850と500hPa面における気温分布（秋田）を「箱ひげ図」の形で比較しました。今季は、一時的な寒気南下もありましたが、全体的に「上方シフト」の傾向でした。

　そこで念のため、1月の850hPa面気温の平均値について統計的仮説検定（z検定）を試みた結果、有意差（今季＞平年）が見られました。この上方シフトは「偶然ではなく必然」と言うことです。

　やはり「1月は暖冬・少雪だった」と言うことですね。

2023年12月の傾向(山形県)

　先日の記事「2023年12月の傾向(新潟県)」と同様に、山形県における「2023年12月の平均気温と降雪量の推移」を25日まで調べてみました。

　概ね5日～17日頃までは平年より高温傾向で推移しました。その後、平年より低温傾向に転じると顕著な降雪となりました。4地点のグラフからは、17日頃を境に傾向が大きく変わっているのが見て取れます。

　
　過去の記事「2023年12月の傾向と背景」でも述べたように、12月前半は偏西風のリッジ位相が卓越したものの、後半はトラフ位相が進んできたことで寒気の南下が顕著に現れました。

　そこで、平年(1991～2020年)と昨年(2023年)12月の高層850hPa面における気温分布（秋田）を「箱ひげ図」の形で比較しました。箱ひげ図は４つ並んでいます。左から順に、平年の09時、21時、昨年の09時、21時です。この結果、昨年12月の気温は09時、21時共に「平年よりも高めの傾向」が見られた一方、その範囲は「平年の変動の範囲内」に収まっていました。

　続いて、850hPa面気温の平均値について統計学的検定を試みました。まずは、平年と昨年の各々について、09時と21時を一まとめにして「2標本(2群)検定」に持ち込みます。ここで、各標本(群)ともに標本の大きさは十分に大きいことから「大標本」と見做すことができます。

　従って、標準偏差σを標本標準偏差s（不偏分散の正の平方根）で代用した「z検定」を行いました。この結果、有意差(2023年＞平年)が見られました。

今年(2023年)の８月は「記録的猛暑」だった。

　先日(8月25日)の記事「今年(2023年)の猛暑を甘く見てはいけない」でも述べましたが、今年の8月は「猛暑日」が頻発しました。

　山形県内４地点(酒田・新庄・山形・米沢)における８月の日最高気温の推移(1976～2023年)を調べました。日最高気温は「猛暑日」「真夏日」「夏日」「夏日未満」の４階級に分け、各々の出現回数を表示しています。今年(2023年)は「夏日」が各地とも「1日だけ」ありましたが、残りは「真夏日」と「猛暑日」でした。

　ちなみに、８月の山形県内の熱中症による救急搬送状況は下記の通りです。今年(2023年)の8月の暑さの影響の大きさがうかがえます。

・2023年：523名 (7/31 - 8/26) ※速報値
・2022年：139名 (8/ 1 - 8/31)
・2021年：238名 (8/ 1 - 8/31)
・2020年：387名 (8/ 1 - 8/31)
・2019年：447名 (8/ 1 - 8/31)
・2018年：196名 (8/ 1 - 8/31)
・2017年：103名 (8/ 1 - 8/31)
・2016年：177名 (8/ 1 - 8/31)
・2015年：142名 (8/ 1 - 8/31)
・2014年：167名 (8/ 1 - 8/31)

【出典】総務省消防庁のホームページ(2023年09月05日・閲覧)
救急搬送状況 令和5年の情報
過去の全国における熱中症傷病者救急搬送に関わる報道発表一覧


　続いて、山形県内４地点(酒田・新庄・山形・米沢)における８月の降水量の推移(1976～2023年)を調べました。年毎にバラツキはありますが、「今年(2023年)の降水量が少なかった」ことは明らかです。前年(2022年)とのコントラストが顕著です。また、各地の今年(2023年)8月の降水量を平年値と比較してみると、次のようになります。

・酒田：13.0mm (平年値：205.6mm，平年比： 6.3%)
・新庄：53.0mm (平年値：196.4mm，平年比：27.0%)
・山形：60.5mm (平年値：153.0mm，平年比：39.5%)
・米沢：57.5mm (平年値：151.4mm，平年比：38.0%)

　今年(2023年)8月の降水量は、平年の４割に満たないことが判ります。

7月の日最高気温の推移

　今年(2023年)は梅雨明けしてから、非常に厳しい暑さが続いております。その背景については、グローバルな視点から前回の記事でも触れました。

　フィリピン付近の対流が活発で太平洋高気圧が強まりやすい傾向（正のPJパターン？）であり、さらに台風などの影響も加わって、特に「暑さ」が増す傾向にあります。

　そこで今回はローカルの視点で、山形県内４地点（酒田・新庄・山形・米沢）の7月の日最高気温の推移（1976～2023年）を調べてみました。グラフでは、日最高気温を「猛暑日」「真夏日」「夏日」「夏日未満」の４階級に分け、各々の出現比率（100%が31日に相当）を表示しています。

　この結果、「夏日未満」の出現比率（日数）は年を追って減少する傾向がある一方、近年は「猛暑日」がより現れやすくなっている様子が窺えます。

2023年02月の降雪傾向（山形県）

　今回は、2023年1月に続き、2023年2月の山形県内の気象を振り返ってみます。

　まずは、山形県の今年2月の積算降雪量を平年値と比較しました(第1図)。積算値の「極大域の位置」は平年とほぼ同様でした。一方、積算値の「大きさ」を見ると、平年よりも50cm程度少ない傾向が見られました。

第1図・2月の積算降雪量

　さらに、山形県内の地点毎に2月の旬別降雪量を今年と平年値で比較してみました(第2図)。酒田・山形は、上旬は平年よりも多く、中・下旬では平年より少ない傾向が見られました。一方、新庄・米沢は、上・中旬は平年より少なく、下旬はほぼ平年並みの傾向が現れました。また、その他の地点では、上・中・下旬を通して、平年より少ない傾向を維持しました。

第2図・2月の旬別降雪量（旬毎・地点別）

　続いて、上空の風の流れに目を向けてみましょう。輪島・秋田における「平年(1991～2020年)」と「本年(2023年)」の850hPa面の風配図(2月)を比較しました(第３図)。秋田では「西北西」が卓越する一方、輪島では「北西」と「西南西～南西」に二極化しました。

第3図・850hPa面の風配図(2月)

　
　さらに、地点毎の風配図を比較しました(第４図)。平年の傾向に比べて、肘折では西北西、新庄では北西の出現が顕著となっています。小国では北北西の出現が顕著となる一方、西南西の出現も目立っており、二極化の兆候が現れています。さらに、米沢の平年は西北西が卓越するのに対して、今年は西南西の出現が卓越しています。

第4図・2月の日最大風速の風配図（旬毎・地点別）

　今年の２月は、地上天気図の気圧配置を見ても「西高東低型」は続かず、気圧配置は周期的に変化しました。すなわち、日本海上を高気圧と低気圧が交互に通過する形となりました。

　秋田付近～山形県北部で西北西の出現が卓越となったのは、従来の「西高東低型（冬型）」に加えて、高気圧性循環の北側に位置することが多かったためと考えられます。

　また、輪島付近～山形県南部で出現風向が二極化したのは、低気圧の通過頻度（気圧配置の周期的な変化）の影響と考えられます。低気圧の前面では南西寄りの風、後面では北西寄りの風となるため、南西寄りと北西寄りの風が交互に卓越する形となったものです。

2023年01月の降雪傾向（山形県）

　2023年が幕を開けて、早くも１か月が過ぎました。この年の1月は変則的な冬となりました。中旬には「冬の中休み」とも言うべき、穏やかな春の陽気も感じられました。しかし、その後は「10年に1度の最強寒波」の襲来により、多大な影響を受けました。

　そこで、この1月の特徴を地上・高層の気象観測データを用いて振り返ってみます。

　輪島・秋田の高層気象観測を基に、「850hPa面の気温ヒストグラム(1月)」を作成し「平年(1991～2020年)」と「本年(2023年)」を比較しました。両地点とも今年の出現気温は、平年に比べ低温側に偏る傾向が見られました。特に秋田の「-21～-18℃」、輪島の「-18～-15℃」は先日の「最強寒波」の影響です。

第１図・850hPa面の気温ヒストグラム(1月)

　続いて、輪島・秋田の高層気象観測を基に「850hPa面の風配図(1月)」を作成し「平年(1991～2020年)」と「本年(2023年)」を比較しました。秋田では「西北西」の風、輪島では「西風」の比率が平年よりも多い傾向が見られます。確かに、予報業務に従事していると「日本海に現れる収束帯が局地的な降雪につながることが多い」ように感じました。

第２図・850hPa面の風配図(1月)

　山形県の今年1月の積算降雪量を平年値と比較しました。積算値の「極大域の位置」は平年と同様でしたが、積算値の「大きさ」を見ると、平年より50cm程度少ない傾向が見られました。

第３図・1月の積算降雪量

　山形県の１月の旬別降雪量を平年と2023年で比較しました。本年１月の上旬は海岸平野部で少雪傾向となる一方、内陸部や山間部では概ね平年と同程度でした。中旬は「冬の中休み」とも言うべき「少雪傾向」でしたが、下旬になると「最強寒波」の襲来に伴い「多雪傾向」に転じた地域も見られます。

第４図・１月の旬別降雪量（旬毎・地点別）

2022年12月23日の「顕著な大雪」

　2022年12月23日は、強い冬型の気圧配置の影響で山形県内でも顕著な降雪に見舞われました。普段は雪が少ない山形市でも「記録的な降雪」が観測され、山形地方気象台より「顕著な大雪に関する気象情報」が発表されました。

　第１図は、この日の山形県の24時間降雪量です。西置賜の「小国」では96cmの降雪が観測されました。また、豪雪地として名を馳せる「米沢」では降雪量が4cmと少なかった一方、普段は雪が少ない「山形」では38cmに達しました。

第１図・12月23日の山形県内の24時間降雪量

　第２図は、2022年12月23日12時における数値予報図（気圧配置と降水量）です。
　日本海北部には低気圧があり、その南側では日本海寒帯気団収束帯（JPCZ）が形成されました。山形県から秋田県付近に向かって延びているのが判ります。

第２図・12月23日12時の数値予報図（気圧配置と降水量）

　第３図も、2022年12月23日12時における数値予報図（気圧配置と風向風速）です。
　山形県・新潟県は日本海寒帯気団収束帯（JPCZ）の南側に当たり、南西寄りの強風が卓越していることが判ります。

第３図・12月23日12時の数値予報図（気圧配置と風向風速）

　第４図は、2022年12月23日12時の山形県内の風の流れの様子（流線解析）です。
　南西の風が飯豊連峰や朝日連峰に突っ込んでいる様子が描かれています。この付近で降雪量（第１図）の極大域となりました。
　あらためて日本海寒帯気団収束帯(JPCZ)の「狂気」を感じます。

第４図・12月23日12時の山形県内の流線解析

　第５図は、2022年12月23日18時の山形県内の風の流れの様子（流線解析）です。
　海上では南西の風となる一方、内陸では南寄りの風となっています。南西の風に伴う雪雲の進入が南風によって食い止められているようにも見えます。

第５図・12月23日18時の山形県内の流線解析

山形県内における冬季気象の３次元解析の試み

　つい先日に「ニューラルネットワーク」の話題を掲載したばかりですが、今回は「熱流体数値モデル」の話題です。

　遡ること「7年前」の2015年2月に「山形県内における降雪域形成の数値シミュレーション」と題して研究発表を行いました。この中では、冬の北西季節風が弱い場合と強い場合の山形県内の降雪域の分布の違いについて明らかにしました。

　（左：季節風が弱い場合　右：季節風が強い場合）

　この時点では、計算自体は３次元で実施していましたが、可視化は２次元に留まっていました。

　今回はこの数値モデル(2015年版)の計算結果を基に「３次元アニメーションGIF」を作成しました。下記の画像では凝結域が白く表示されます。

左側：季節風が弱い場合(拡大)　　　右側：季節風が強い場合(拡大)

　アニメーション下の「(拡大)」をクリックして頂くと、各図単体の拡大版が表示されます。凝結域（白い所）の分布を見ると、季節風が弱い場合は海側に揺り戻しが起こる様子が現れています。一方、季節風が強い場合は風下側に広がります。季節風の強弱の条件に応じて違いが見られます。

　元々の数値モデル(2015年版)はFortranで開発しましたが、後にC#に移植しました（計算手法・アルゴリズムはそのまま）。また、３次元画像はpythonプログラムでmatplotlibを操作して描画しました。ここまで実現できて、ようやく「３次元モデル」ですね。

2022年8月3日の山形県置賜地方の大雨(2)

　前回の記事の続きです。

　今回は、アメダス観測値を基に降水量と風の流れ（流線）の解析を試みました。これは不規則に散在するアメダス観測値をIDW（逆距離加重）法で格子状に規則正しく内挿・外挿して解析するものです。

　まずは、8月3日の山形県周辺の24時間降水量分布を解析しました。

　前回と同様に、山形県南部の置賜地方が明瞭な極大域となっています（手書きで書くよりも詳細な分布の特徴が判ります）。

　続いて、同日18時・21時の風の流線を解析しました。

　この結果、置賜地方で西寄りの風と南寄りの風の収束域が形成された後、村山・最上地方を経て庄内地方から海へ抜ける流れが現れました。

　西寄りの風に伴って、西置賜（小国周辺）は水蒸気の流入を直に受ける形となりました。そこからさらに、内陸の東南置賜（米沢周辺）まで進入したと考えられます。当時は前線の南側では西風も顕著だったため、海上で生じた線状降水帯がこの西風に伴って輸送されたと考えられます。

　一方、南寄りの風は標高の高い飯豊連峰（小国の南側）・吾妻連峰（米沢の南側）を乗り越える形となります。このため風下側の麓（米沢）では、フェーンやおろし風に伴う昇温や下降気流に寄与しやすい傾向にあります。このため、東南置賜付近では西風との間で収束域となり、その後は北に抜けていく形になったと考えられます。