との研究者は、ひょう嵐のシミュレーションの精度を向上させることを目的として、ひょうライブラリを編集しました。これにより、より正確で詳細な天気予報が可能になる可能性があります。
最初の前提: ひょう嵐とは何ですか?
ひょう嵐はまれな現象ですが、非常に特殊な気象条件下で発生します。それらが形成されるためには、空気が非常に高温多湿でなければならず、大量の水蒸気の塊が高度 15 ～ 25 km の高地まで上昇し、そこでは温度が -80 ℃に達することもあります。
積乱雲と呼ばれるこれらの雲の内部では、時速 50 ～ 100 km の速度の強い上昇気流と下降気流が発生し、水滴が衝突して氷になります。このプロセスは暖かい空気の強さの影響を受け、氷の岩を繰り返し上向きに押し上げ、サイズを増大させ、最終的には雹の重みが上昇気流を超えて地面に落下し、多くの場合、重大な被害を引き起こします。
ひょう嵐の研究には長い歴史があり、アリストテレスは紀元前 4 世紀に著書「気象学」の中でこの現象の壊滅的な影響について書きました。
アリストテレスからひょう嵐用のライブラリの作成まで
アリストテレスはひょう嵐の研究に関連した貢献をしてきたにもかかわらず、道のりはまだ長いです。この意味で、従来のひょう嵐の科学的モデリングでは、すべてのひょう石は球形であると一般的に想定されており、これにより計算が簡素化されますが、実際にはひょう石の形状は非常に多様であるため、これにより予測の精度が低くなる可能性があります。
3D スキャンを容易にするために黒い点が描かれた、秤の上で重さを量られた不規則なひょうの画像は、この多様性をよく示しています。
Journal of the Atmospheric Sciencesに掲載された新しい研究で、ソーダーホルム氏と彼の共同研究者らは、ひょう嵐モデリングの結果を変える可能性がある、自然および非球形のひょう形状を含む参照ライブラリを作成することの関連性を分析しました。
この研究を担当した研究者、米国ペンシルバニア州立大学の博士課程学生、Yuzhu Lin 氏によると、観察された違いは顕著でした。
ひょうモデリングの進歩: 利点と実際の応用
この新しいモデリング アプローチでは、ひょうが地面に衝突したときの速度と衝撃の違い、これまでのシミュレーションでは決して組み込まれていなかった特性も明らかになり、この研究は気象学における革新となりました。
現在、このタイプのモデリングは嵐を研究する科学者によってのみ使用されています。しかし、ソーダーホルム氏は、最終的な目標は、ひょうの規模と降る場所をリアルタイムで予測できるようにすることだと強調する。
さらに、より正確な予測は、雹の影響に敏感な保険、農業、太陽エネルギー探査などのいくつかの業界に大きな利益をもたらす可能性があります。たとえば、保険会社はこの情報を利用してリスクをより適切に評価し、より適切な保険料を設定することができ、農家や太陽光発電所の管理者は作物、設備、インフラを保護するための予防措置を講じることができます。
このひょうライブラリを作成するプロセスは、数回の嵐の間にサンプルを収集することから始まり、その後慎重にデジタル化されて分析されました。ひょう石に黒いペイントの斑点を含めることで、三次元形状を評価するのに役立ちました。デジタル化されたひょう石は半分に切断され、雲の中で形成されて以来の内部構造が明らかになりました。
最終的に、この研究はひょう嵐の理解と予測における重要な一歩となり、公共の安全に役立つ可能性があります。
ニュース参照:
Lin, Y.、Kumjian, M.R.、Soderholm, J.、Giammanco, I. (2024)。非球形のひょう石のモデリング。大気科学ジャーナル (出版中)。 https://doi.org/10.1175/JAS-D-23-0231.1
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