叡啓で学ぶ

叡啓で学ぶ教員紹介

山田　芳則（ヤマダ　ヨシノリ）

教授
博士（地球環境科学）
研究室：613号室
E-mail：yyamada@eikei.ac.jp
オフィスアワー：9：00～17：45

プロフィール

地球環境科学博士。大雨や大雪をもたらす雲の研究が専門。

担当分野

環境学、データサイエンス

担当講義

Introduction to Data Science A/データサイエンス概論A
Natural Disaster/自然災害論
Global Environment/地球環境論

メッセージ

気象や水象、地象に関する地球科学は、日々の生活や防災、地球環境問題などの背景となる非常に重要な分野です。一方、現在の社会では、膨大な量の各種データが蓄積されていますので、データサイエンスの学修も必須と言えます。地球上で生じている様々な現象の理解を通して、科学的に物事をみたり考えたりする力を涵養し、またデータサイエンスの知識・技術を身に付けることで、文系・理系を問わず社会において活躍できる場を広げることができるようになるでしょう。

研究に関する自己ＰＲ

主な研究分野は大雨や大雪をもたらす雲や降水システムが対象である。とりわけ、平地や山地上でのこれらの3次元構造の時間発展をドップラーレーダーや高解像度数値モデル実験によって研究している。また、高度な微物理モデルの開発にも取り組んでいる。

研究テーマ

大雨や大雪をもたらす雲の3次元構造について、主にドップラーレーダーと高解像度数値モデルによる解明
降水粒子の形成過程を表現する高度な微物理モデルの開発
大雨や大雪をもたらすメカニズム解明
雲や降水システムと地形との相互作用の解明
対流雲内での突風や短時間強雨の発生機構の解明
ドップラーレーダーデータから高精度で風を解析するためのシステム開発
太陽光発電のための日射量予測の高度化
気温0℃近傍で形成される多様な融解粒子のモデル化と探知（科研費：基盤研究B：研究代表者）
氷相バルク微物理モデルの再検討及び降雪粒子観測とレーダーデータによるモデルの評価（北海道大学低温科学研究所共同研究：2022年度）

研究の特徴・内容

大雨や大雪は大きな災害を引き起こす場合がある。しかし、現在でもこれらの予測が困難であるのは、これらをもたらす雲の実態（3次元構造の時間発展など）が解明されていないことや降水機構が未解明であることも一因である。雲の実態を解明するためには高速な観測システム（主にドップラーレーダー）と高解像度の数値モデルが必要である。大雨や大雪を発生させる降水形成過程を明らかにするために、雲の微物理モデルの高度化にも取り組んでいる。

雲の3次元構造の時間発展を解明するために、複数のドップラーレーダーを用いる先端的な3次元風解析システム（マルチドップラー解析）を自ら開発した。この解析システムの性能は世界でもトップレベルにあると考えられ、平坦な地表面上や山地上の雲の解析に適用可能である。山地上での降水雲・降雪雲と地形との相互作用の研究にも利用可能である点は、国土面積の70%を山地が占める日本での研究にとって非常に重要である。最近、最先端のフェーズドアレイレーダーをこの解析システムに適用して、時間解像度30秒で対流雲内の3次元構造の時間発展をとらえることに成功した。

微物理モデルの高度化では、現在でもモデル化が貧弱な0℃付近での融解過程モデルを開発することで、「マルチフェーズ気象学」という新しい分野の創出を目指している。

論文リスト

Yamada, Y., 2021: An efficient practical post-processing algorithm for the quality control of dual-pulse repetition frequency Doppler velocity data. J. Meteor. Soc. Japan, 99, 731-739. Doi: https://doi.org/10.2151/jmsj.2021-036. （査読有）
Ohtake, H., F. Uno, T. Oozeki, S. Hayashi, J. Ito, A. Hashimoto, H. Yoshimura, Y. Yamada, 2019: Solar Irradiance Forecasts by Mesoscale Numerical Weather Prediction Models with Different Horizontal Resolutions. Energies (Special Issue "Renewable Energy Resource Assessment and Forecasting”), 12(7), 1374, MDPI AG., DOI: 10.3390/en12071374. （査読有）
Ohtake, H., F. Uno, T. Oozeki, Y. Yamada, H. Takenaka, and T. Y. Nakajima, 2018: Estimation of satellite-derived regional photovoltaic power generation using a satellite-estimated solar radiation data. Energy Science & Engineering.（査読有）
Ohtake, H., F. Uno, T. Oozeki, Y. Yamada, H. Takenaka, and T. Y. Nakajima, 2018: Outlier events of solar forecasts for regional power grid in Japan using JMA mesoscale model. Energies, Vol. 11, MDPI doi:10.3390/en11102714. （査読有）
Campbella, L. S., W. J. Steenburgh, Y. Yamada, M. Kawashima, and Y. Fujiyoshi, 2018: Influences of orography and coastal geometry on a transverse-mode sea-effect snowstorm over Hokkaido Island, Japan. Monthly Weather Review, Vol. 146, pp. 2201-2220. （査読有）

Uno, F., H. Ohtake, M. Matsueda, and Y. Yamada, 2018: A diagnostic for advance detection of forecast busts of regional surface solar radiation using multi-center grand ensemble forecasts. Solar Energy, Vol. 162, pp. 196-204. （査読有）
Ito, J., S. Hayashi, A. Hashimoto, H. Ohtake, F. Uno, H. Yoshimura, T. Kato, and Y. Yamada, 2017: Stalled improvement in a numerical weather prediction model as horizontal resolution increases to the sub-kilometer scale. SOLA, Vol. 13, pp. 151-156. （査読有）
Yamada, Y., 2016: Development of a two-moment three-ice bulk microphysical model for ice. WGNE BlueBook. http://www.wcrp-climate.org/WGNE/BlueBook/2016/individual-articles/04_Yamada_Yoshinori_Bulk_Microphysical_model.pdf
山田芳則, 2016: 太陽光発電における気象予測の重要性. 日本流体力学会・学会誌「ながれ」, 第35巻, pp. 7-11.
大竹秀明, 高島工, 大関崇, Joao Gari da Silva Fonseca Jr, 山田芳則, 2015: 局地モデルから出力される日射量予測とその予測精度の検証. エネルギー・資源学会誌, Vol. 36, pp. 31-39. （査読有）
Ohtake, H., K. Shimose, J. G. S. Fonseca, Jr, T. Takashima, T. Oozeki, and Y. Yamada, 2015: stimation of confidence intervals of global horizontal irradiance obtained from a weather prediction model. Energy Procedia, Vol. 59, pp. 278-284. （査読有）
Ohtake, H., K. Shimose, J. G. S. Fonseca, Jr, T. Takashima, T. Oozeki, and Y. Yamada, 2015: Regional and seasonal characteristics of global horizontal irradiance forecasts obtained from the Japan Meteorological Agency mesoscale model. Solar Energy, Vol. 116, pp. 83-99. （査読有）
Ohtake, H., K. Shimose, J. G. da S. F. Jr, T. Takashima, T. Oozeki, and Y. Yamada, 2014: Seasonal and regional variations of the range of forecast errors of global irradiance by the Japanese operational physical model. Energy Procedia, Vol. 57, pp. 1247-1256. （査読有）
Shimose, K., H. Ohtake, J. G.S. FonsecaJr., T.Takashima,Oozeki, Y. Yamada, 2014: Improvement of the Japan Meteorological Agency Meso-Scale Model for the Forecasting the Photovoltaic Power Production: Modification of the Cloud Scheme. Energy Procedia, Vol. 57, pp. 1346-1353. （査読有）
Shimose, K., H. Ohtake, J. G.S. FonsecaJr., T.Takashima, Oozeki, and Y. Yamada, 2014: Impact of aerosols on the forecast accuracy of solar irradiance calculated by a numerical weather prediction model. The European Physical Journal Special Topics, Vol. 223, pp. 2621-2630. （査読有）
大竹秀明,下瀬健一, J. G. S. Fonseca Jr, 高島工, 大関崇, 山田芳則, 2014: 気象庁週間予報モデルの日射量予測の誤差評価. 電気学会論文誌Ｂ（電力・エネルギー部門誌）, Vol. 134, pp. 501-509. （査読有）
下瀬健一, 大竹秀明, J. G. S. Fonseca Jr., 高島工, 大関崇, 山田芳則, 2014: 気象庁メソモデルの日射量予測誤差要因の解析. 電気学会論文誌Ｂ（電力・エネルギー部門誌）, Vol. 134, pp. 518-526. （査読有）
Yamada, Y., 2014: New parameterizations of ice-phase processes in 3-ice bulk microphysical model. WGNE BlueBook. http://www.wcrp-climate.org/WGNE/BlueBook/2014/chapters/BB_14_S4.pdf
山田芳則, 2014: 気象庁気象研究所予報研究部第一研究室. 電気学会論文誌B. https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejpes/134/4/134_NL4_2/_article/-char/ja/
Ohtake, H., K. Shimose, J. G. da S. Fonseca, T. Takashima, T. Oozeki and Y. Yamada, 2013: Accuracy of the solar irradiance forecasts of the Japan Meteorological Agency mesoscale model for the Kanto region, Japan. Solar Energy, 98(B), pp. 138-152. （査読有）
Yamada, Y., 2013: Characteristics of wind fields derived from the multiple-Doppler synthesis and continuity adjustment technique (MUSCAT). 気象集誌、Vol. 91, pp. 559-583. （査読有）
山田芳則（筆頭）, 大竹秀明, 下瀬健一, 大関崇, 2013: 気象庁の現業数値予報モデルの概要とメソモデルによって予測された日射量の誤差特性. 太陽エネルギー学会誌, Vol. 39, No. 6, pp. 37-41.
Fujiyoshi, Y., K. Osumi, M. Ohi, and Y. Yamada, 2013: Sea ice identification and derivation of its velocity field by X-Band Doppler radar. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, Vol. 30, 1240-1249. （査読有）
Nakano, M., T. Kato, S. Hayashi,S. Kanada, Y. Yamada, and K. Kurihara, 2012: Development of a 5-km-Mesh Cloud-System-Resolving Regional Climate Model at the Meteorological Research Institute. 気象集誌、Vol. 90A, pp. 339-350. doi.org/10.2151/jmsj.2012-A19. （査読有）
Yamada, Y., M. Murakami, H. Mizuno, M. Maki, S. Nakai, and K. Iwanami, 2010: Kinematic and thermodynamical structures of longitudinal-mode snow bands over the Sea of Japan during cold-air outbreaks. Part I: Snow bands in large vertical shear environment in the band-transverse direction. 気象集誌、Vol. 88, pp. 673-718. （査読有）
山田芳則、藤吉康志、新井健一郎, 2009: ソフトウェア的な2つの原理を組み合わせたドップラー速度データの折り返し補正方法. 天気, Vol. 56, 45-51. （査読有）
Honda, Y. and Y. Yamada, 2007: ssimilation of the surface precipitation data with JNoVA using 2-ice bulk microphysics scheme. SOLA, Vol. 3, 73-76. （査読有）
Ohmori, S. and Y. Yamada, 2006: evelopment of cumulus parameterization scheme in the non-hydrostatic mesoscale model at the Japan Meteorological Agency. WGNE BlueBook, Section 4, pp. 21-22. http://bluebook.meteoinfo.ru/uploads/2006/chapters/Section_04.pdf
Saito, K., T. Fujita, Y. Yamada, J. Ishida, Y. Kumagai, K. Aranami, S. Ohmori, R. Nagasawa, S. Kumagai, C. Muroi, T. Kato, H. Eito, and Y. Yamazaki, 2006: The operational JMA nonhydrostatic model. Monthly Weather Review, Vol. 134, pp. 1266-1298. （査読有）
村上正隆、松尾敬世、山田芳則、水野量、斎藤和雄, 2005: 気象研究所技術報告：日本海降雪雲の降水機構と人工調節の可能性に関する研究. 気象研究所技術報告第48号：DOI : 10.11483/mritechrepo.48.
Orikasa,N., M. Murakami, M. Hoshimoto, and Y. Yamada, 2005: e-evaluation of the collection efficiency of the hydrometeor videosonde for dry snow particles. 気象集誌、Vol. 83, pp. 439-448. （査読有）
Ohmori, S. and Y. Yamada, 2005: Implementation of the Kain-Fritsch convective parameterization scheme in the JMA’s non-hydrostatic model. WGNE BlueBook, https://www.wcrp-climate.org/WGNE/BlueBook/2004/individual-articles/04_Ohmori_Shiro___25968.pdf
Kusunoki,K., M. Murakami, M. Hoshimoto, N. Orikasa, Y. Yamada, 2005: The characteristics and evolution of orographic snow clouds under weak cold advection. Monthly Weather Review, Vol. 132, pp. 174-191. （査読有）
Murakami,M., Y. Yamada, T. Matsuo, K. Iwanami, and J. Marwitz, G. Gordon, 2003: The precipitation process in convective cells embedded in deep snow bands over the Sea of Japan. 気象集誌、Vol. 81, pp. 515-531. （査読有）
村上正隆、星本みずほ、折笠成宏、山田芳則、水野量, 2001: 冬期越後山脈にかかるシーダビリティーの高い雪雲の出現頻度 ―衛星赤外チャネルデータとマイクロ波放射計データを用いた統計的評価―. 天気、Vol. 48, pp. 547-559. （査読有）
Yamada, Y. and M. Chong, 1999: VAD-based determination of Nyquist interval number of Doppler velocity aliasing without wind information. 気象集誌、Vol. 77, pp. 447-457. （査読有）
Nakai, S., M. Kajikawa, and Y. Yamada, 1998: The relation between prevailing precipitation-particle type and radar echo structure around the Dewa Hills. Atmospheric Research, Vol. 47-48, pp. 97-112. （査読有）
Yamada, Y., 1997: Numerical estimation of error variance in horizontal divergence for the adjustment of vertical winds derived from conical-scan-based dual-Doppler radar data based on the "Floating boundary condition" concept. Papers in Meteorology and Geophysics Vol. 48, pp. 49-65. （査読有）
Yamada, Y., M. Murakami, T. Matsuo, M, H. Mizuno, M. Maki, and K. Iwanami, 1996: Mesoscale and microscale structures of snow clouds over the Sea of Japan. Part III. Two types of circulations in snow bands associated with a wind-speed-increase zone preceding cold-air outbreaks. 気象集誌、Vol. 74, pp. 593-615. （査読有）
Yamada, Y., T. Matsuo, M. Murakami, M, H. Mizuno, M. Maki, and K. Iwanami, 1994: Mesoscale and microscale structures of snow clouds over the Sea of Japan. Part II: Time change in airflow structures in isolated snow clouds derived from dual-Doppler radar observations. - A case study – 気象集誌、Vol. 72, pp. 695-708. （査読有）
Murakami, M, T. Matsuo, H. Mizuno, and Y. Yamada, 1994: Mesoscale and microscale structures of snow clouds over the Sea of Japan. Part I: Evolutions of short-lived convective snow clouds. 気象集誌、Vol. 72, pp. 671-694. （査読有）
Mizuno, H., Matsuo, T., H. M. Murakami, and Y. Yamada, 1994: Microstructures of cirrus clouds observed by HYVIS. Atmospheric Research, vol. 32, 115-124. （査読有）
Matsuo, T., H. Mizuno, M. Murakami, and Y. Yamada, 1994: Requisites of graupel formation in snow clouds over the Sea of Japan. Atmospheric Research, vol. 32, 55-74. （査読有）
Murakami, M, Y. Yamada, T. Matsuo, and H. Mizuno, 1992: Microphysical structures of warm-frontal clouds - The 20 June 1987 case study – 気象集誌、Vol. 70, pp. 877-895. （査読有）
Ikawa, M., H. Mizuno, T. Matsuo, M. Murakami, and Y. Yamada, 1991: Numerical modeling of the convective snow cloud over the Sea of Japan. -Precipitation mechanism and sensitivity to ice crystal nucleation rates-. 気象集誌、Vol. 69, pp. 641-667. （査読有）
小島賢治、本山秀明、山田芳則, 1986: 積雪の蒸発量 : 札幌と母子里での測定結果. 低温科學. 物理篇、北海道大学低温科学研究所, Vol. A.44, pp. 49-62.
小島賢治、本山秀明、山田芳則, 1984: 気温等単純な気象要素による融雪予測について. 低温科學. 物理篇、北海道大学低温科学研究所, Vol. A.42, pp. 101-110.

著書

山田芳則, 2014: 気象庁数値予報の再生可能エネルギー分野での利用. 雑誌「電気現場技術」、53巻、No. 629. 執筆箇所：pp. 12-16.
山田芳則, 2014: 数値予報の原理と気象庁数値予報モデルの概要. 技術雑誌「スマートグリッド」, 55巻(10). 執筆箇所：pp. 19-23.
山田芳則, 2008: 防災気象情報のためのメソ数値予報モデル. 機関誌「ゆき」（社団法人雪センター発行）No. 70. 執筆箇所：pp. 23-28.
山田芳則, 2003: 気象庁数値予報課報告・別冊「非静力学モデル」. 第49号. pp. 84-89（執筆箇所）.
山田芳則, 2003: 「積雲対流スキーム」. 気象庁数値予報課報告・別冊「非静力学モデル」. 第49号. pp. 77-99（執筆箇所）.

山田芳則, 2003:「雲物理過程」. 気象庁数値予報課報告・別冊「非静力学モデル」第49号. pp. 52-76（執筆箇所）.

専門資格

特殊無線技士（レーダー）
陸上特殊無線技士（3級）

キーワード

降水システム、対流雲、シビア現象、大雨、大雪、ドップラーレーダー、雲の微物理モデル、雲と地形との相互作用、多様な地表面上でのマルチドップラーレーダー解析

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山田　芳則（ヤマダ　ヨシノリ）

教授
博士（地球環境科学）
研究室：613号室
E-mail：yyamada@eikei.ac.jp
オフィスアワー：9：00～17：45

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