報告書番号

SS25010

タイトル（和文）

気象予測・解析システム（NuWFAS）への日本海寒帯気団収束帯（JPCZ）に伴う大雪検知手法の導入

タイトル（英文）

Implementation of a Heavy Snowfall Detection Associated with the Japan Sea Polar Airmass Convergence Zone (JPCZ) into the Numerical Weather Forecasting and Analysis System (NuWFAS)

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背景
　日本海側では、冬季に発生する大雪が電力設備に被害をもたらす。特に東北以南では、数日間にわたり継続する局所的に強い大雪は、日本海寒帯気団収束帯（JPCZ）に伴って発生し、被害を拡大させる。このことから、JPCZに伴う大雪の発生を事前に予測することが安定した電力供給に不可欠である。当所では、大雪発生時における電力会社の復旧計画や巡視計画の策定を支援するため、数値気象モデルを用いた降雪予測を検討してきた。しかし、当所が研究・開発している気象予測・解析システムNuWFASは、JPCZに伴う大雪を検知する機能を有していない。

目的
　数値気象モデルの結果からJPCZに伴う大雪を検知する手法を開発し、その精度を検証する。JPCZに伴う大雪の発生を表示する機能をNuWFASに組み込む。

主な成果
1. JPCZに伴う大雪検知手法の開発
　数値気象モデルの結果から、JPCZに伴う大雪を検出する手法を開発した。本手法では、寒気吹き出しの環境下において、日本海上で地上風の収束が閾値を超える地点を抽出し、さらにその抽出地点を地点間距離に基づきグループ化することで、JPCZの候補となる収束地点群を決定する。各時刻について、候補となる収束地点群を包含する95%信頼楕円を導出し、これが6時間以上継続して重なり合う場合に、当該収束地点群をJPCZと判定する。大雪検知は、JPCZを表す信頼楕円から50 km以内かつ、計算初期値時刻からの気象官署位置での積雪深増加量が基準値を超える都道府県を判定する。
2. JPCZに伴う大雪検知の検証
　2025年12月を対象にJPCZに伴う大雪検知を検証した。JPCZ発生時に大雪となった3事例に対して、JPCZの位置や10 cmを超える降雪のあった都道府県を概ね検知できた。1か月の間に見逃し事例はなく、誤検出は空振り1事例のみと大雪検知の精度は高かった。JPCZに伴う大雪を検知した3事例では、JPCZ発生の2日前から大雪の発生を予測できた。
3. リアルタイム実行環境の整備
　NuWFASのシステムに大雪検知と、JPCZの位置とJPCZに伴う大雪が予測される都道府県の表示機能を追加した。

今後の展開
　JPCZ上に発生する小低気圧が海面から海塩粒子を巻き上げることで生じる電力設備への塩雪害の対策に向けて、JPCZ上に発生する小低気圧を検出する機能を導入する。

概要 （英文）

Heavy snowfall caused by the Japan sea Polar airmass Convergence Zone (JPCZ) has frequently damaged electrical facilities along the Sea of Japan during winter. To support electric power companies in planning restoration and patrol operations during heavy snowfall, snowfall forecasts are operated with the Numerical Weather Forecasting and Analysis System (NuWFAS). However, NuWFAS previously lacked the capability to automatically detect heavy snowfall events associated with the JPCZ. This study develops a detection method for JPCZ-related heavy snowfall based on numerical weather prediction outputs, evaluates its performance, and implements the detection result within NuWFAS.
The JPCZ is detected by clustering grid points over the Sea of Japan where surface wind convergence exceeds a threshold under cold-air outbreaks. A JPCZ is identified when the 95% confidence ellipses of the clustered convergence regions overlap continuously of at least six hours. Heavy snowfall event is then determined for prefectures within 50 km of the JPCZ when predicted snowfall exceeds 10 or 20 cm.
Validation for December 2025 showed successful detection of three heavy-snowfall events, with no missed cases and one false alarm. The system predicted events two or three days in advance. The detection and visualization functions have been integrated into NuWFAS.

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