ゲリラ豪雨、いつやむか分かる？

　外出先で突然降り出した猛烈な雨に、とっさに近くの建物に飛び込んだ。とはいえ、目的地はもう目の前。この雨の中を突っ切るべきか、あるいは雨がやむのを待つべきか……ゲリラ豪雨が発生しやすい7～9月、こんな経験をしたことがある人は多いだろう。

　そこで役に立つのが、気象庁が2014年に運用を開始した「高解像度降水ナウキャスト」だ。高解像度降水ナウキャストは、現在から1時間後までの降水量の予測を地図上にマッピングし、5分ごとに更新するシステム。ゲリラ豪雨の最中、高解像度降水ナウキャストを使うことで、今、降っている雨の強さや動きを推測できる。数分後には雨が弱まるようならば雨宿りをすればいいし、当分降り続けるようなら勇気を出して突っ走るしかない。

高解像度降水ナウキャストをパソコンで見た画面。「動画方法」で「現在から1時間後まで」を指定し、「動画開始」ボタンをクリックすると、現在から1時間後まで予測される降水エリアの動きが分かる。竜巻や雷の予測エリアも表示できる

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高解像度降水ナウキャストをスマートフォンで見る場合は、「動画設定」で「現在から1時間後まで」を選び「再生」ボタンをタップする

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　降水量がリアルタイムで分かる同様のサービスとしては、東京都下水道局が運営する「東京アメッシュ」が有名。今も愛用している人は多いだろう。ただ、東京アメッシュは、範囲が東京都に限定されていること、2時間前から現在の降水状況しか見られないことが欠点。一方、高解像度降水ナウキャストは、全国を対象に、1時間後までの予測が見られる。このため、個人での利用はもちろん、「Yahoo!地図」のように自社サービスに利用する企業も増えてきた。

今の変化を細かく捉えるから「ナウキャスト」

　気象庁予報部予報課開発班の西嶋信主任予報官によると、「ゲリラ豪雨を発生前から予測するのは難しい」という。そもそもゲリラ豪雨に明確な定義はなく、気象庁でもこの言葉は使わない。ゲリラ豪雨と呼ばれているのは、一般に1時間50mmを超える強い雨が数kmの範囲で短時間に降る現象のことで、積乱雲が発達すると起こる。下の図でいうと、空間スケールも時間スケールも狭い集中豪雨の一種だそうだ。この図は時間と空間の関係で様々な気象現象を示しているが、「右上に進むほど、対象となる範囲も時間幅も広いので予報しやすく、逆に左下に近づくほど予報しにくい」（西嶋氏）という。

さまざまな気象現象を空間スケールと時間スケールで示した図。ゲリラ雷雨は空間も時間も狭い集中豪雨の一種になる。図は気象庁のウェブサイトから

　「だから、急な強い雨、いわゆるゲリラ豪雨の予測には“ナウキャスト”を用いているのです」（西嶋氏）。ナウキャストは、現在を表す「now」と予測を表す「forecast」からなる造語。現在の変化を観測、解析し、そこから数分先の動きを予測する――これを短い時間感覚で繰り返し、過去から現在、未来までの“点”を“線”でつなぐことで、雨雲の発達や進路を予測する。「このような予測手法を実況補外と呼びます」（西嶋氏）。

気象庁と国交省の“合わせ技”で予測

　高解像度降水ナウキャストでの予測に使われているのは、気象庁と国土交通省がそれぞれ持つドップラーレーダーと、「アメダス」をはじめとした地上気象観測システム、「ラジオゾンデ」や「ウィンドプロファイラ」といわれる高層気象観測システムで集められる観測データだ。

　ドップラーレーダーとは、アンテナを回転させながら空に向かって電波を発射し、雨や雪の状況を観測するためのもの。電波は雲の中の水滴（雨や雪の素）にぶつかると反射されて戻ってくる。戻ってくる電波が多ければ、水滴をたくさん含んだ雨雲なので、降水確率は高い。また、戻ってくるまでの時間や周波数の変化から、雨雲までの距離や進行方向なども予測できる。

　気象庁だけでなく、国土交通省のレーダーも利用しているのは、「それぞれが使う電波の種類と特性が違うから」と西嶋氏。気象庁のレーダーが使うCバンドは、波長が長いため、遠方までざっくり観測するのに向く。気象庁では北海道から沖縄まで全国をカバーするのが役目のため、電波が250m間隔のマスの網の目になるように、このCバンドレーダーを全国20カ所に設置している。一方、国土交通省のレーダーが使っているのは、Cバンドよりも波長が短いXバンドで、狭い範囲しか届かない半面、細かな観測に向いている。国土交通省は、同じく250mマスの網の目になるように、Xバンドレーダーを北海道および本州の主要エリア39カ所設置している。両者を組み合わせることで、いいとこ取りの観察網が出来上がるというわけだ。

国交省も「XRAIN」という名で降水情報観測システムを構築。ウェブサイトで情報を発信している

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　国土交通省など、ほかの組織のシステムと連携しているのは、地上の気象観測システムも同じだ。気象庁のアメダスだけでは全国約1300地点しかカバーできない。そこで、国土交通省と自治体が持つ雨量計を組み合わせることで、全国1万地点の観測が可能になるそうだ。

　さらに、気球を飛ばして地上から高度約30kmまでの気圧や気温、湿度などの状況を観測するラジオゾンデ、電波を使って上空の風向きや風速を観測するウィンドプロファイラの観測データも総合し、現在の雨雲の状況を詳細に捉える。こうして得た観測データを元に、「現在から30分後までは250mマス、35～60分後までは1kmマスごとに解析し、5分間隔で予測を更新しています」（西嶋氏）。

レーダーと予測技術の向上で精度をアップ

　このようなナウキャストの技術は、この10年で大きく飛躍したそうだ。実は、ナウキャストのシステムが最初に導入されたのは2004年、当時は「降水ナウキャスト」という名前だった。これを改良したものが、2014年から導入された高解像度ナウキャストというわけだ。両者を比較すると、雨の強いエリアと弱いエリアがより細かく解析、予測できるようになったことが分かる。

降水ナウキャストと高解像度降水ナウキャストを比較すると、エリアごとの雨の強弱がより詳細に表現されている。画像は気象庁のウェブサイトから

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　精度が向上した背景には、「ドップラーレーダーの観測能力と共に、予測技術の向上がある」と西嶋氏は言う。レーダーの精度が向上し、より正確に雲の中の水滴の状況を捉えられるようになったことはもちろん大きい。ただ、レーダーの電波は気温によって飛び方が変わったり、障害物にぶつかったり大気の状況で不必要に反射したりして正確に状況を示せないこともある。また、実際の雨や雲は風の影響を受け、刻々と変化する。観測で得られたデータを解析する際に、これらのさまざまな要因を想定し、精度の高い予測に近づけるのは予測技術。気象庁の予報士たちが自らの知見を基に日々の観測データに向き合い、ナウキャストのアルゴリズムを修正しながら、予測の確度と緻密性を上げてきた。「集まったデータを処理できるコンピューター技術が進歩したのも大きい」（西嶋氏）。

　高解像度ナウキャストによって、ゲリラ豪雨のような突然の激しい雨が予測できるようになったことは、災害対策に大きなプラスだ。地下街などが浸水に備えたり、洪水が起こりやすい河川で止水板を設置したりしやすくなった。「河川の近くでは、自分のいる場所は晴れていても上流で強い雨が降ることで洪水が起こりやすくなる。高解像度降水ナウキャストをチェックすることで、危険をいち早く回避できる」（西嶋氏）。ゲリラ豪雨は通常の天気予報のようにあらかじめ予報できないからこそ、緻密な“ナウキャスト”が真価を発揮するといえるだろう。

（文／平野亜矢＝日経トレンディネット）