ゲリラ豪雨に備える～国土交通省の最新鋭・MPレーダー雨量計

つくば市にある国総研全景写真。ゲリラ豪雨のＭＰレーダーという画期的研究成果を生んだ（提供：国総研）

研究開発から50年の快挙　

日本の各地で「ゲリラ豪雨」と恐れられる局地的大雨や線状降水帯による集中豪雨が多発している。これらの豪雨災害による人的被害、浸水被害、土砂災害、水難事故が毎年のようにニュースになって報じられている。こうした豪雨をいち早くかつ的確に観測・予測することは、水防や避難誘導などの防災・減災のため、つまりリスクマネジメント（危機管理活動）のために不可欠の必須条件である。

国土交通省国土技術政策総合研究所（国総研、茨城県つくば市）が開発したレーダー雨量計は、レーダーサイトを中心とした広域にわたる降水場を１～２分以内に迅速に把握することを可能にするとともに（広域性、即時性）、地上雨量観測が粗末になりがちな山地域・中小河川支川流域を含め、局所的なゲリラ豪雨・線状降水帯の面的な降水分布の移動や発達・減衰の様子を250m～１kmメッシュというきめ細かさで定量的に把握することが出来る（時空的網羅性、面的把握の直感的安易性・定量性）。

レーダー雨量計は水防災・減災に関わるすべての関係者にとって、必須の情報インフラとなっている。それだけではない。テレビやインターネットなどを通じて広く国民にも認知され活用されている。こうした画期的なインフラの整備・普及が実現するまでには、しなしながら長年にわたる研究者や技術者の地道でかつ果敢な努力の積み重ねがあったのである（以下、国総研論文、「毎日新聞」2016年８月25日付記事「科学の森」を参考にし一部引用する）。
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「50年前、レーダーで地上の雨量計と同じように雨量を図るのは不可能だと思われていたが、それが今日出来るようになった。しかも精密度が格段に上がった」。国総研の旧知の研究者は自信を示す。

レーダー雨量計は、電波を発射し雨滴に反射して戻ってきた電波の強さなどから雨量を推定する。気象庁が日本で初めて現業用の気象観測レーダーを設置したのは半世紀以上前の1954年である。一方、建設省（現国土交通省）は、主にダムに流れ込む山間部の雨量を把握するため、1966年からレーダー観測の研究を始め、1976年に初めて群馬県赤城山で運用を開始した。その後、2000年までに最大半径300kmを観測できる機器計26基を全国に整備した。

レーダーは若干の誤差があるものの広域の雨の強さを「面」としてとらえるのが強みである。地上の雨量計は「点」の情報だがデータが正確である。国交省は両方を組み合わせて５分間隔で１km四方ごとの雨量を推定していた。だが、レーダーのデータを地上雨量計で補正するため、観測から配信まで10分程度かかった。

より迅速な情報配信の必要性が叫ばれたのは2008年である。神戸・都賀川や都内の中小河川などで「ゲリラ豪雨」による急激な増水が発生し、犠牲者が相次いだのがきっかけだった。ゲリラ豪雨への対応は＜強い雨が降り出してから５分以内が勝負＞ということが強く認識された。

2018年度中に実現化を目指す国総研の洪水「見える化」対策（提供：国総研）

最強のMPレーダー導入

国交省は2010年、新たに「MP（マルチパラメーター）レーダー」（２種類の電波を送受信）を導入し、「XRAIN」（高性能レーダー雨量計ネットワーク）と呼ぶネットワークを結んだ。従来、使用している電波は波長５cmの「Ｃバンド」だが、観測範囲が狭いもののアンテナを小型化できる波長３cmの「Ｘバンド」を使い、都市部を中心に全国に39基を整備した。

それまで地面に対して水平に振動する電波のみを使っていたが、MPレーダーは垂直に振動する電波も同時に送受信する。地上雨量計でデータを補正しなくても済むほか、250m四方ごとのデータを観測から１～２分後に１分間隔で配信できる。「精度良い雨量の推定と迅速なデータ配信という２つの課題が同時に解決した」と評価が極めて高い。

民間気象会社だけではなく、インターネットで誰でもすぐに観測結果を閲覧でき、防災面でのメリットは大きい。国交省は沖縄を含めて26基全てをMPレーダーにし、ほぼ全国を網羅することを目指している。国総研によると、今後は１.ＣバンドMPレーダーとXバンドMPバンドレーダーを効果的に組み合わせることによる自治体や一般への効果的な防災・減災情報を提供する手法の確立２.洪水予報を含む河川・ダムの計画・管理への高度利用手法の確立・検証３.冬季・豪雪地域での降雪量観測の一層の精度向上－などが求められるという。

※Cバンドレーダー雨量計とは：日本全国をカバー、波長約５cm（Cバンド）の水平に振動する電波を発射し、半径300kmの範囲を安定的に観測、機器更新に合わせて、垂直に振動する電波も発射できる二重偏波（MP）化が進められている。配信遅れ５～10分。全国26基。

※XバンドMPレーダー雨量計とは：主に人口・資産が集中する都市部をカバー、波長約３cmの水平と垂直に振動する２種類の電波を発射し、半径80kmの範囲を高精度、高頻度に観測。配信遅れ１～２分。全国に39基。

河川氾濫危険度の見える化

洪水予報に関する国総研の独創的研究を紹介する。国総研は次年度（2018年度）をめどに、雨量や河川水位の観測データを、氾濫の切迫性や被害予測といった実用情報に還元し、視覚化する（見える化する）システムを開発する方針だ。国内では近年、茨城県常総市で鬼怒川の堤防が決壊し、大きな被害が出た2015年９月の関東・東北豪雨や2016年８月に起きた北海道・空知川の大洪水など、各地で河川氾濫が相次いでいる（以下、国総研論文や「読売新聞」５月３日付記事を参考にする）。

現在、主要河川では上流から下流までに点在する水位観測所のデータを常時発表しているが、常総市では多くの住民が逃げ遅れ、ヘリで約4000人も救出されるなど、洪水による水位上昇の情報が早めの避難に結びついていないとの指摘もある。

国総研は、計測水位や観測雨量のデータと、堤防の高さや河床の標高などを組み合わせ、大雨の際、氾濫の恐れがある具体的な地点を即座に情報化し、浸水範囲を予測するシステムを研究開発する。同時に、こうした情報を地図上にわかりやすく表現し、氾濫の切迫度を具体的に提供する「氾濫危険度プラットフォーム（仮称）」の開発も進め、避難など住民の安全確保を目指す。＜言葉の情報＞よりも＜視覚に訴える情報＞の方が緊急時にはアピールする度合いは数段高いのである。

「研究内容の主な骨子」
＜上下流連続的に精度良く河川水位を推定する方法＞
・河川水位や雨量の観測データをリアルタイムで取り込み、時々刻々変化する河川水位を上下流連続的に精度良く推定する、河川水位の計算手法を２０１８年度までに開発する。
＜避難準備に移行するための氾濫の切迫度が伝わる表現方法＞
・河川水位と堤防高の関係や氾濫を生じた場合の浸水範囲の広がりなど、洪水危険度に関する情報を分かりやすく表現する方法を検討し、これを情報提供するための「氾濫危険度プラットフォーム（仮称）」を2018年度までに開発する（研究論文の引用をお許しいただいた国総研に感謝する）。

（つづく）