多くの州で雷、強風、大雨、雹が襲うでしょう。今年はなぜ激しい対流性気象が頻繁に発生するのでしょうか?

最近、大規模な激しい対流気象が再び我が国北部、中国東北部の大部分、長江以南の地域を襲い、強風、雷雨、降雨を伴っています。

出典：中国天気ネットワークWeibo（6月13日）

北京を例に挙げてみましょう。 6月11日夕方、北京は激しい対流気象に見舞われ、164の気象観測所で最大風速8を記録した。

現場の状況

（写真提供：レッドスターニュース）

ちょうど10日ほど前の5月30日の午後、北京でも激しい対流気象が発生し、北京では4年ぶりの強い対流風と雨となった。当時は空気中の水蒸気が十分でなかったため、暴風雨はごく短時間しか続きませんでした。しかし、市内全域にレベル8～10の短時間の激しい強風をもたらし、5つの気象観測所ではレベル12の強風が記録された。多くの大木が根こそぎ倒れ、旧頤和園は緊急修理のため閉鎖された。激しい対流気象により北京では強風、大雨、雷が発生した。では、激しい対流気象とは何でしょうか?

北京の強風マップ

（写真提供：北京気象局）

パート1

強い対流：侮らないで、私は本当に強い

激しい対流気象は、空気の強い垂直方向の動きによって引き起こされる災害的な気象の総称です。雷雨、強風、短時間の大雨、さらには前述の雹、竜巻、ダウンバーストなどもその一つです。

激しい対流には独自の基準があります。我が国の気象予報では、短時間大雨とは、1時間当たり20mm以上の降雨量、風速8または17m/sを超える雷雨、直径5mm以上の雹、または竜巻の発生を指します。

さまざまなタイプの激しい対流気象の形成の物理的メカニズムはまったく同じではありませんが、そのほとんどはエネルギー、水蒸気、および誘発条件の調整を必要とし、大気の乾燥して冷たい上層と暖かく湿った下層という不安定な構造の下で形成されます。

簡単な例えで言えば、穏やかで外向的な ENFP の子犬 2 匹が出会うと、多くの場合、平和で歓迎的な雰囲気が生まれます。しかし、この2匹は、一方が熱く、もう一方が冷たく、特に相容れない性格をしており、それが強力な破壊力をもたらすため、半径5マイル以内の人々は、その戦いを注意深く見守る必要があります。

激しい対流気象が発生すると、地表付近の地域は非常に高温になることが多く、エネルギーが大気中に容易に蓄積されます。何らかの形で高高度から冷たい空気が侵入すると、低高度の空気塊は温度が高く密度が低く、高高度の空気塊は温度が低く密度が高いため、軽いものは上昇しようとし、重いものは下降しようとし、空気の上下運動が起こりやすくなります。

冷たい空気と暖かい空気の激しい動きは、一連の連鎖反応を引き起こします。典型的な雷雨と短時間の大雨を例に挙げてみましょう。暖かい空気が上昇中に徐々に冷やされると、水蒸気が水滴に凝縮し、積乱雲が形成されます。雲の中の雲粒が衝突して合体し、大きくなり、上空に氷の結晶が生成されます。これらは互いにしっかりと抱き合って太陽光の透過と屈折を妨げ、真昼に「暗い雲が街を圧迫し、街を破壊する恐れがある」という現象を引き起こします。

雲の中の氷の結晶が互いに圧迫され、こすれ合うことで電気が発生し、それが空気を貫通し、ゴロゴロと鳴る稲妻が空を横切ります。雨滴が一定量蓄積され、高高度の気流がその重さを支えられなくなると、雨となって降ったり、雹になったりします。降下中に熱を吸収して蒸発し、温度が下がります。この寒暖のサイクルにより、地表近くの空気が流れ始め、強い風が発生します。上層と下層の温度差が大きいほど、このプロセスは激しくなります。

ダウンバーストが発生すると、瞬間的に強い下降気流が発生する可能性があります。気流はあらゆる方向に広がり、地面と平行な強い風が発生します。地面に近づくほど風速は強くなります。地上の最大風速は15度に達する可能性がある。今回の北京の強風はこれに関係している。

雷雲形成構造の模式図

（写真提供：中国気象ネットワーク）

**水蒸気量も災害リスクに大きな影響を与えます。 **強い対流が発生するエリアでは気温が高くても水蒸気が少ない場合、継続した大規模な大雨は発生しません。例えば、5月30日の13:00から17:00までの北京の平均降水量は3.4mmでした。しかし、水蒸気の条件が十分になると、記録破りの激しい暴風雨が簡単に発生する可能性があります。

5月4日午前8時から午後5時まで、国家気象台の降水量ランキングでは広東省の9つの都市がトップ10に入った。珠海では29分間に100.8ミリの降雨量を記録する超暴風雨に見舞われ、30分間の降雨量は鄭州の720年の大雨に匹敵した。

5月19日午前3時、広西チワン族自治区秦州市秦南龍門港の降雨量は189.6ミリに達し、広西チワン族自治区全体の降雨量記録を更新した。鄭州市では7月20日の大雨の際、滑降60分雨量（連続1時間の降雨量累計）が1時間雨量と滑降60分雨量を上回った。 5月18日8時から5月19日8時までの累計降水量は610.5mmに達した。

2024年5月19日16:00までの24時間の広西自動観測所降雨量

（写真提供：広西気象局、中国気象愛好家）

また、激しい対流はそれほど大きなものではないことにも気づいたかもしれません。小規模から中規模の気象システムに属します。その影響範囲は、多くの場合、数キロメートルから 200 キロメートルに及びます。また、寿命は数時間から十時間以上と短命です。短い方は、ほんの数分かもしれません。慌ただしく過ぎ去っていくともいえる。気質は変わりやすい。春、夏、秋、冬と楽しいイベントに参加してくれます。さまざまな BUFF を積み重ねることも大好きです。登場時のBGMは「風雨雷鳴を呼ぶ」。

その破壊力は大きく、台風、地震、洪水に次ぐ被害を及ぼし、小規模な殺人兵器とも言える。激しい対流により、わずか数時間で甚大な物的被害と死傷者が出たため、多くの都市では復旧に長い時間がかかる可能性がある。 2024年3月31日早朝、江西省南昌市で強風、雷雨、大雨が発生した。ダウンバーストと狭水路効果により、南昌市では4人が死亡、10人以上が負傷した。

江西省南昌市における強風、雷雨、大雨の現場写真

（写真提供：江西テレビメトロポリタンシーン）

パート2

私の国における激しい対流性気象の特徴は何ですか?

私の国における激しい対流は主に4月から9月の間、特に東部の午後に発生し、通常は寒冷渦、梅雨前線、上陸台風を伴います。その中で、**短時間の大雨が最も多く発生し、雷雨や強風は主に北部と広東省で発生し、雹は山岳地帯と高原でより多く発生し、**竜巻の発生確率は極めて低く、年間発生頻度は米国の10分の1以下です。

図：中国における各種の激しい対流の分布特性。（a）4月から9月までの1時間降水量20mm以上の短期間の大雨の発生頻度（％） (b) 2010年から2014年までの正規化された雷雨風の空間分布（単位：観測所あたり単位時間あたりの事象数）（c）1980年から2015年までの平均年間雹発生頻度分布。（d）竜巻の発生頻度

（画像出典：参考1）

長期的な変化としては、1961年から2013年まで、4月から10月までの雷雨日数と雷発生日数は安定して大幅に減少傾向を示し、減少率はそれぞれ10年あたり-2.6日、10年あたり-6.5日でした。下落傾向は中国南部で最も顕著でした。中国本土のほとんどの地域では、下層圏の相対湿度と0～6kmの垂直風速も大幅に減少しました。対流有効位置エネルギー、水蒸気の相対的不足、鉛直風せん断の弱まり、大気の安定性の向上が、雷雨日数と雷発生日数の減少の理由であると考えられます。

1961年から2013年までの温暖期の雷雨日数平均の空間分布（a）、グリッド平均雷雨日数の異常傾向（b）、全国平均雷雨日数の異常系列（c）

（画像出典：参考文献3）

**ただし、短期的な大雨、特に1時間当たりの極端降水量の頻度と強度は、顕著な増加傾向を示しました。 **1970～1999年と比較すると、2000～2018年の異常降水量はより頻繁に発生し、より激しくなった。最も重要な結果は、中国南部と中国東部で見つかりました (結果は、選択した極端降水量指数に応じて若干異なります)。一般的に、激しい対流現象は増加傾向を示しています。

（画像出典：参考資料2）

パート3

激しい対流：正確に報告するのはどれくらい難しいですか?

激しい対流がこれほど恐ろしいのに、事前に予測することで危険を回避できるのでしょうか？残念ながら、激しい対流の予報は、地球規模の予報業務において常に難しい点であり、局所的な小規模な対流システムによって引き起こされる激しい対流緊急事態の予報能力は依然として比較的低く、その中でも雷雨、強風、ひょうの予報能力は、短時間の大雨の予報能力に比べてはるかに劣っています。 2023年5月27日の世界気象機関サミットでは、3時間以内の降水量予測が重要な未解決の科学的課題の一つに挙げられた。

2010 年から 2018 年までの米国立気象局による雷雨、短時間の激しい降雨、突風 (つまり、雷雨の強風)、および雹に関する 12 時間および 24 時間予報の年間予報パフォーマンススコア。

（画像出典：参考1）

**その理由は、一方では、0～2 時間のナウキャスト間隔が、小規模および中規模の激しい対流気象を予測するための重要な期間だからです。 **現在、主流の天気予報は依然として数値予報モデルによって行われています。激しい対流気象の時間と空間のスケールは小さすぎるため、地球規模のモデルでより大きなグリッドからその微妙な変化を捉えることは困難です。モデルがこのタスクを達成するのが難しいのは、まさに時間的および空間的な解像度に対する要件が高いためです。

一方、人々は常に自分が知っている出来事から客観的な法則を探しますが、激しい対流気象現象は一般的な気象プロセスに比べて発生頻度がはるかに低く、科学的研究に利用できる事例があまりにも少なく、発生と発達のメカニズムはまだ明らかではありません。そのため、突発的な法則を発見するためのハードルが間違いなく高くなっています。

実際、わが国では2009年から対流性気象予報サービスが実施されています。中国の新世代ドップラー気象レーダーの配備、1998年以降の風雲シリーズの気象衛星の打ち上げ、中国の雷検知ネットワークの構築、2000年以降の多数の自動気象観測所の完成により、対流性気象に関する研究は大きく進歩しました。

現在、激しい対流気象警報は43分前に発令されているが、正確な予報ができるまでにはまだまだ長い道のりがある。そのため、強い対流に直面した場合は、自動的に回避スキルを発動してください。

主な気象観測方法

（画像出典：参考1）

パート4

今後、対流性気象はさらに激しくなるでしょうか?

私の国は特殊な地理的条件により、毎年気象災害が悲惨な被害を残します。国家気候センターの気象災害データベースの統計によると、過去30年間（1991年～2020年）の気象災害により、中国では毎年平均3,039人が死亡（行方不明者を含む）し、直接的な経済損失は2,584億元に上っている。

無視できない事実の 1 つは、激しい対流気象などの「低確率で大きな影響を与える」事象が将来発生する可能性が高くなり、極端な気象や気候事象がより頻繁に発生し、より深刻になるということです。

具体的には、気候が温暖化すると、大気の保水能力が増加し、地球規模の水循環が強化され続けます。地球規模では、これは総降水量の増加と降水量の極端現象の激化として現れます (IPCC)。

将来、中国における異常降水量の増加は平均降水量を上回る可能性があり、変動性も増大するでしょう。これは、地球温暖化によって気候システムがより変動しやすく不均一になることを意味します。平均すると、地球温暖化が1℃上昇するごとに、中国、特に東部における異常降水量は6.52%（5.22%～8.57%）の割合で激化するでしょう。同時に、中国東部における1時間当たりの異常降水量は今後さらに頻繁かつ激しくなり、中国中部および南東部における異常な強風も若干増加する可能性がある。 2023年は「史上最も暑い年」が終わったばかりで、2024年初頭には地球の最高気温の新記録が次々と樹立されました。現在、5つの気候の転換点は「危険ゾーン」にあり、すでに超えているか、またはまもなく超えられる見込みだが、残りの11の転換点は「発生する可能性が高い」と分類されている。地球規模または地域の気候が、ある安定状態から別の安定状態に移行する重要な閾値を超えた場合、その影響は計り知れないものとなるでしょう。

「記録破り」が「新たな常態」になりつつあり、積極的に適応する時が来ています。次の深刻な対流が発生すると予測されるときは、少なくとも仕事に行く前にすべての窓をしっかりと閉めてください。

気候の転換点の世界分布図。この温暖化シナリオで活性化する可能性のある転換点を表すアイコンが付いています。

（画像出典：McKay et al., 2022, Science）

参考文献:

1. Zhang, XL, JH Sun, YG Zheng, et al., 2020: 1950年代以降の中国における激しい対流気象予報の進歩。 J. メテオ。研究報告34(4)、699–719。

2. 李、新と張、柯と宝、ホンジュンと張、恒徳。（2022年）。 1970年から2018年までの中国の気候と1時間当たり降水量極値の変化。総合環境の科学。 839. 156297.

3.Xue、X.、Ren、G.、Xu、X.、Sun、

4. Zhang, W., Zhou, T., 2020. 地球温暖化により中国全土の人口に対する極端な降水量の影響が増加。サイエンス速報65、243-252。

5. Tang, J.、Lu, Y.、Wang, S.、Guo, Z.、Lu, Y.、および Fang, J. (2023)。 WRF モデルを使用した中国東部における 1 時間ごとの極端降水量の予測。地球物理学研究ジャーナル：大気、128、e2022JD036448。

6.趙、

7. 世界気象機関：アジアの気候 2023

8. 光明日報：災害気象監視と早期警報機能がさらに強化される