海上竜巻は上陸後直ちに弱まるわけではない―移動速度の違いで竜巻の強さが維持される―

2026-07-30 京都大学

京都大学の研究グループは、数値シミュレーションを用いて、海上で発生した竜巻が上陸後にどのように強さを変化させるかを解析した。その結果、海上竜巻は上陸すると直ちに弱まるとは限らず、移動速度によって地面摩擦の影響が異なることを明らかにした。低速で移動する竜巻は建物などの障害物により流入気流が乱されて弱まる一方、日本で平均的な速度(約29km/h)では、地面摩擦で生じた渦が竜巻へ取り込まれることで強さが維持されることが判明した。さらに高速では構造が崩れて急速に衰えるが、大規模で強い竜巻では速度にかかわらず上陸後に強まる可能性も示された。本研究は、沿岸都市や工業地帯、重要インフラが集中する地域における竜巻災害リスク評価や、防災・減災対策の高度化に役立つ知見を提供するものであり、複合災害への備えにも貢献すると期待される。

海上竜巻は上陸後直ちに弱まるわけではない―移動速度の違いで竜巻の強さが維持される―
イラスト:佐藤宏樹

 

<関連情報>

粗⾯に移動する⻯巻状渦に関する数値シミュレーション Numerical Simulations of Tornado-Like Vortices Translating toward Rough Surfaces

Hiroki Sato and Tetsuya Takemi
Journal of the Atmospheric Sciences  Published:29 Jul 2026
DOI:https://doi.org/10.1175/JAS-D-25-0171.1

Abstract

To reveal the dynamic processes that a tornado experiences as it moves from a smooth to a rough surface, numerical experiments were performed. A vortex was generated in the upper part of the computation domain designed as a numerical Ward-type chamber. The motion of a tornado relative to the ground surface was represented by moving the lower part of the computational domain while keeping the upper part fixed. The translational speed and the arrangement pattern of roughness blocks were systematically varied. At a low translational speed, the vortex intensity showed almost stepwise changes, with a temporary transient intensification appearing in the cases with higher external swirl ratio. These changes are considered to be explained as a transition between steady-state conditions on smooth and rough surfaces. When the translation speed was moderate, vortex intensity was maintained even in roughness conditions where slowly translating vortices would be weakened. Trajectory analysis showed that the vortex was maintained by a supply of positive angular momentum from the low-level flow, where two relative velocity with respect to the vortex was influenced by the vortex translation. When a low-swirl vortex moved at a high speed onto a rough surface with densely distributed tall obstacles, the vortex structure distorted significantly, and finally the low-level vortex was weakened. On the other hand, the high-swirl vortex did not weaken significantly even when translating at the highest speed. This study suggests that the translational speed of tornadoes modulates the role of surface friction in maintaining or weakening tornadoes.

1702地球物理及び地球化学
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