村松バンドによる降雪事例(2014年1月10日6時の気象衛星赤外画像にレーダーエコーを重ねている)

札幌市の近郊に岩見沢(いわみざわ)という市がある。直線距離にして40キロメートルほどしか離れていないが、この両市は冬季の雪の降り方がかなり異なる。岩見沢で大雪が降っているのに、札幌は快晴ということがしばしばあり、その逆もある。調べてみると、岩見沢の大雪は、日本海を挟んで北海道の対岸にあるロシア沿海州の地形に関係があることが分かった。

2014(平成26)年1月9日から11日にかけて、岩見沢地方は大雪に見舞われた。9日0時に66センチメートルだった積雪深は、11日24時には131センチメートルにまで増え、この3日間の降雪の深さの合計は84センチメートルに達した。これに対し、札幌(管区気象台)では、この3日間の降雪量は0センチメートル(1センチメートル未満)であった。この大雪により、岩見沢だけでなく、札幌圏の交通機関には運休や遅延が多数発生し、また道路は通行止めとなる区間が生じた。

大発見

読者は日本海が無数の筋状雲で埋め尽くされた冬季の気象衛星画像を見たことがあるだろう。冬の季節風に伴う日本海の雪雲は、大陸の海岸から少し離れた海上に端を発し、細長い帯あるいは筋のようになって、本州や北海道の日本海側に届いている。無数の筋状雲が並んださまは、美しさを感じさせる。まさに、自然の芸術と言ってよいだろう。冬の季節風が吹く時に雪雲がこのように並んでいることは、気象衛星が登場して初めて分かったことだ。筆者を含め、気象衛星画像を見て感動した人は少なくないのではないか。

冬季、日本海に見られる筋状雲は、不規則に、ランダムに並んでいると思われるかもしれない。しかし、そうではないことに気づいた人たちがいた。最初に注目されたのは、朝鮮半島の付け根に近いところに端を発する太い帯状雲で、これについては本連載の2022年12月「JPCZ」で解説した。すなわち、気象庁の岡林俊雄は、1972年、これを「収束帯状雲」あるいは「収束雲」と呼んだ。気象学で「収束」とは風が集まるという意味であり、この帯状雲のところで風が収束していると推定された。後に、この帯状雲を生じさせている収束帯は「JPCZ(日本海寒帯気団収束帯)」と呼ばれるようになった。

岡林はもう一つの収束帯状雲にも注目した。それは、北海道西岸沖にしばしば現れる南北走向の雲帯である(「岡林バンド」とも呼ばれる)。この雲帯についても本連載2022年12月「JPCZ」で解説した。また、本連載2022年2月「200万都市を脅かす降雪バンド」で紹介した収束雲は、「岡林バンド」にほかならない。

今回の主題は、JPCZとも、岡林バンドとも異なる。1975年3月に北海道大学で開催された日本気象学会北海道支部研究発表会で、当時札幌管区気象台予報課に在籍していた新進気鋭の技官村松照男は、「沿海州の地形による収束雲」と題する発表を行った。村松は、大陸からの寒気の吹き出しに伴って北海道の西海上に見られる筋状の雲列の中で、1本だけ太く長いものがあることに注目した。それは、いつも沿海州の海岸付近の決まった位置を起点として発生しているように見えることから、沿海州の地形の影響を強く受けているとした。

村松が研究発表をした当時、静止気象衛星「ひまわり」はまだ打ち上げられておらず、米国の極軌道気象衛星NOAAの画像が用いられた。図1(左)はその一例である。日本海に見られる無数の筋状雲の中で、沿海州の海岸線に最も近いところから発生し始め、ひときわ白く輝いている雲列が目を引く。矢印で示したものがそれで、東端は北海道に侵入している。このとき、札幌管区気象台の気象レーダー(図1右)では、石狩湾沖から石狩北部を経て中空知(空知中部)に侵入する強い雪雲がとらえられており、8時間に25センチメートルの降雪が観測された。

画像を拡大 図1. 左:米国の極軌道気象衛星NOAAによる可視画像(1974年12月26日9時38分)。右:レーダーエコースケッチ(縦軸と横軸の交点が札幌管区気象台、4桁数字は時分)と日中の降雪量分布(村松による)

村松が注目した雲帯は、沿海州の北緯45.5度付近の海岸線のすぐ沖合から発生するものである。沿海州の地形が北海道日本海側の大雪に直接影響を与えているわけであり、村松は当時、「これは大発見だ」と言っていた。その後、気象予報の現場で、この雲帯は「村松バンド」と呼ばれるようになった。村松自身もその呼称を受け入れた。

シホテアリン山脈

ロシア極東の日本海に面する地方を、わが国では沿海州と呼んでいる。図2に地図を示す。北海道からの距離は意外に近く、最短で300キロメートルほどしかない。海岸線に沿って南西から北東に、長さ約900キロメートルにも及ぶシホテアリン山脈(シホテアリニ山脈とも表記される)が存在し、標高2000メートル位の山がそびえている。

画像を拡大 図2. 沿海州と北海道の位置関係図(国土地理院の電子国土地図に加筆)

冬季、シベリアから北海道に吹いてくる季節風は、このシホテアリン山脈を乗り越え、日本海を渡ってくる。シホテアリン山脈の地形は一様ではなく、標高差があり、峡谷もある。したがって、季節風が山脈を乗り越える際には、当然ながら地形の影響を受ける。北海道との間の日本海に生じる筋状雲の模様は、シホテアリン山脈の地形が描き出した結果と見ることもできる。

では、北海道に大雪をもたらす「村松バンド」は、シホテアリン山脈のどのような地形によって生み出されるのであろうか。村松バンドの発生点は、沿海州の北緯45.5度の海岸線付近であることが分かっている。この位置を、図2に赤字の「X」で示した。図2から分かるように、シホテアリン山脈は、X点付近を境に、その北東側と南西側とで標高に差が見られる。北東側では標高1000メートル以上の山が連なっているのに対し、南西側の標高はおおむね1000メートル未満である。数値モデルを用いた研究(大竹他、2009)によれば、標高の高いところを乗り越えた空気は、標高の低いところを乗り越えた空気より高温になり、X点の風下側(北海道側)に、気温差のある空気の境界線が形成されることが分かった。このため、境界線の両側の空気がぶつかり合って(収束して)、強い雪雲の帯ができるというわけである。

 

風に揺れるリボン

沿海州の北緯45.5度の海岸線付近に端を発した村松バンドは、日本海上に延々とのびて、北海道にまで連なる。村松バンドが北海道のどこにかかるかは、その時の風向による。風向が西北西ならば、村松バンドは石狩湾に侵入し、岩見沢に命中する。風向が北西ならば、渡島(おしま)半島にかかる。西風ならば、道北の留萌(るもい)地方や宗谷(そうや)地方にかかる。風向は一定とは限らず、時間と共に変化することもあるから、村松バンドも揺れ動き、波打ったり、折れ曲がったりすることもある。

スポーツ競技の新体操に、リボンという種目がある。演技者がリボンのついたスティックを操ると、リボンが華やかに舞うわけだが、筆者はあれを見ると村松バンドを連想する。演技者の操るスティックの動きは、風向や風速の変化に対応する。スティックの動きがリボンの先端まで伝播するには時間がかかる。最初の動きがリボンの先端に届く頃には、スティックはもう次の異なる動きをしている。村松バンドの動きも同様である。

村松バンドが同じ地域にかかり続けると、強い降雪が長時間続き、警報級の大雪になる。岩見沢での大雪は、このタイプが多い。今冬は昨年12月に、留萌地方や宗谷地方に村松バンドがかかり続け、大雪に見舞われた。村松バンド以外の、名前の付いていない降雪バンドであっても、同じ地域にかかり続ければ大雪になる。まして村松バンドは、降雪強度が格段に違うので、どこにかかるのかや、それが定着するのか変動するのかを的確に予想し、また動向を監視することは、冬季の北海道日本海側の雪害対策上重要なポイントである。

雪雲が降ってくる

図3は、本稿の最初に述べた2014年1月の事例である。沿海州の北緯45.5度の海岸線付近のX点のすぐ沖合に端を発する雲帯こそ、村松バンドにほかならない。冬型の気圧配置のとき、筋状雲の発生し始める位置は、寒気の強さの指標となる。すなわち、大陸の海岸線から筋状雲の発生し始める位置までの距離(これを離岸距離という)が短いほど、寒気移流が強いという特徴がある。図3では、筋状雲の離岸距離は数10キロメートルであり、寒気移流が強いと言えるが、村松バンドは離岸距離がさらに短く、雲帯付近で強い収束が起きていることがうかがえる。

画像を拡大 図3. 村松バンドによる降雪事例(2014年1月10日6時の気象衛星赤外画像にレーダーエコーを重ねている)

図3には、気象レーダーがとらえた雪雲のエコーを重ねて表示している。レーダーサイトは北海道の陸上にあり、陸地から遠く離れた海上の雪雲をとらえることは難しい。特に冬季の雪雲は暖候期の積乱雲と異なり、雲頂高度が低くなるため、探知可能範囲が狭まる。そうした条件下で、村松バンドのエコーは沿海州と北海道の中間点あたりまでとらえられている。これは、村松バンドの雪雲の背が高いからである。

どの筋状雲も、沿海州の沖合で発生した後、日本列島に向かうにつれて少しずつ幅が太くなり、雲頂高度も高くなっていく。それに対応して、レーダーエコーも、北海道や本州の陸地に近づくにつれて、太く、強く、かつ濃密になる。図3では、村松バンドが石狩湾に入り、岩見沢を狙い撃ちしている。このとき、岩見沢における前6時間の降雪の深さは22センチメートルであった。村松バンドのレーダーエコーは海岸から内陸に80キロメートルほど侵入し、夕張山地付近で消えている。日本海の海面から供給された水蒸気は雪雲(雲の種類としては積乱雲)となって村松バンドを構成し、北海道に上陸して雪を降らせ、内陸に移動しながら雪雲自体が全部雪となって地上に落下して消えていく。冬季の北海道の季節風に伴う降雪は、初めは雲から降っているが、やがて雲そのものが全部雪粒に変わって降ってくる感じだ。

風向に支配される天気

図3では、岩見沢の西南西約40キロメートルの位置にある札幌には、村松バンドがかかっていない。本稿の最初に、岩見沢で大雪が降っているのに、札幌は快晴ということがしばしばある、と述べた。このときもそうであった。村松バンドによって札幌で大雪になることはほとんどない。札幌には、村松バンドがかかりにくいのである。同じ石狩平野の中にありながら、どうしてこんなに違うのか、なぜそういうことが起こるのか。それは、北海道の地形に起因する。それを、ここで説明しておこう。

札幌は、北海道の日本海側にあるが、図2でも分かるように、西側に後志(しりべし)地方の山塊があり、その東のへりに位置している。このため、冬期の季節風に伴う降雪は、西側にある山塊の影響を受ける。

図4に、風向で分けた北海道の冬の天気分布を示す。着目する風向は、札幌における850ヘクトパスカル面の観測値である。850ヘクトパスカル面(高度1400~1500メートル)は、下部対流圏を代表する気圧面であり、その高さの風向は日本海の筋状雲の走向と関係が深い。冬季の北海道は、下部対流圏の風向によって天気分布が決まってくる。また、冬季の低温下では、既述したとおり、雪雲ができるとすぐに降雪が始まり、雲粒がすべて雪に変わって地上に落ちてくる。このため、冬季の北海道では「くもり」の状態となるのは例外的で、天気は基本的に「雪」か「晴」のどちらかであることが多い。このことから、図4では、850ヘクトパスカル面の風向別の日照時間の分布を表している。日照時間の少ない日は降雪時間の長い日である。冬季の北海道では、季節風時には日照を調べれば天気が分かる。

画像を拡大 図4. 850hPa面の風向で分けた北海道の冬の天気(山本晃の調査による札幌管区気象台の資料に基づく)。等値線は日中の日照時間、赤丸は岩見沢(アメダス)の位置、白抜き赤丸は札幌(気象台)の位置を示す

図4を左から見ていくと、850ヘクトパスカル面の風向が西(北を0度として時計回りに測った角度で270度付近)のときは、道北の留萌地方と、積丹(しゃこたん)半島より南の後志地方で降雪時間が長く、札幌や岩見沢などの道央圏では晴天の時間が比較的長い。

風向が少し北風成分を持って280~290度になると、降雪時間の長い地域が石狩北部や渡島半島の日本海側にも広がる。この風向では、村松バンドは留萌中・南部や石狩北部にかかる。

風向が西北西(290~300度)では、村松バンドが岩見沢方面に侵入する傾向がはっきり現れているほか、道北一帯や、後志、渡島半島で降雪時間の長い地域が広がる。しかし、札幌から南の道央圏は日照時間が多く、晴れている時間の方が長い。

風向が北西(310度)になると、石狩湾から入る村松バンドが、岩見沢、夕張を経て日高地方に届く。積丹半島から南の後志や渡島半島で降雪時間が長いが、道北地方の降雪時間は短くなる。札幌から南の道央圏はまだ日照時間が多い。

風向がさらに北寄りになって北西から北北西(320~330度)になると、岩見沢での日照時間が増え、札幌で降雪時間が長くなる。間宮海峡から石狩湾へ侵入する「岡林バンド」が大都市札幌を狙い撃ちするのはこの風向である。風速が強い時はこのバンドが太平洋側の苫小牧付近まで届き、途中にある新千歳空港も大きな影響を受ける。村松バンドは渡島半島にかかるようになる。

風向が北に近づくと(350~360度)、岡林バンドが西へシフトするため、札幌付近の雪は止み、小樽から積丹半島北岸にかけての後志北部で降雪時間が長くなる。石狩、空知、留萌、上川西部、胆振東部、日高地方にかけて、広く晴天域が形成される。

おわりに

こうして見ると、岩見沢と札幌は、季節風に伴って同時に大雪となることはほとんどない。風向・風速の変動に伴って、雪雲のかかる場所も変動し、かわるがわる雪が降る。最近の研究によれば、後志地方の山塊が季節風の流れを変え、この付近での村松バンドの走向を変化させていることが分かってきた。

本稿で見たように、冬季の季節風に伴って日本海から北海道へ侵入する降雪雲は、沿海州など上流側の地形と北海道の地形がともに作用して、非常に複雑で微妙な様相を見せる。近年、暖候期の集中豪雨に際して注目される「線状降水帯」は予測が難しく、予報業務上の課題となっているが、冬季の日本海に現れる「村松バンド」など大雪をもたらす降雪雲帯についても、その出現位置や変動、降雪強度や降雪量とその分布を的確に予測することは難しい。暖候期の線状降水帯と冬季日本海の降雪雲帯は、細長い形状で災害をもたらす強い降水域という点で共通するものがある。

参考文献

村松照男(1975):沿海州の地形による収束雲,昭和49年度日本気象学会北海道支部研究発表会.

大竹秀明他(2009):寒気吹き出し時に日本海北部に発生する太い雲帯の形成機構,気象集誌87,289-306.

山本晃(1980):北海道における季節風型の天気、札幌管区気象台解説資料第7号.