日本の積雪堆積環境データーベースについて
著者 石坂 雅昭, 小林 敏一
雑誌名 富山市科学文化センター研究報告
号 18
ページ 31‑42
発行年 1995‑03‑25
URL http://repo.tsm.toyama.toyama.jp/?action=repos itory̲uri&item̲id=658
日本の積雪堆積環境データーベースについて＊
石 坂 雅 昭 富山市科学文化センター
小 林 敏 一 富山コンピュータ専門学校
〒930富山市奥田町9‑34
DataBaseofSnowCoverEnvironmentsinJapan
MasaakilSHIZAKA ToyamaScienceMuseum
ToshikazuKOBAYASHI ToyamaComputerVocationalSchool 9‑34，Okuda,ToyamaCity,Toyama,930Japan
AdatabaseofsnowcoverenvironmentsinJapanisconstructedusingmeshclimaticdata developedbyJapanmeteorologicalagency・Thedatabaseincludethefollowingitems,iea coderelatedtolocationofareglononlkmmeshmap,snowtypesandclimaticelementso；
meshclimaticdatainthewinterseason．Typesofsnowcoverareclassifiedintofour categories(Ishizaka,1995)．Thevarewetsnow,drysnow,Intermediatesnowanddepthhoar type、TheclimaticelementsaremonthlvmeantemDerature（average，minimum，and maximumrespectively),monthlvmaximumsnowdepthandmonthlyaverageamounto#
precipitationbetweenDecemberandMarch，Moreover，averagealtitudeofeverylkm meshregionareaddedinthetables，
Wecouldderiveusefulinformationaboutsnowcoverenvlronmentsfromthedatabase・
Thereforethedatabasewillbeofuseinmanypartsofactivities,forexampledefenseso章 snowdisasters，usageofsnowandplanningofinventsinthewinterseason，Themesh climaticmapsofcharacteristicsofsnowcoverenvironmentsinJapanshowninthisarticle isoneofthefruitfulresultsofutilizationofthisdatabase，
Keywords：meshclimaticdata,wetsnow,drysnow,snowtype,regionalcharacteristics
日本列島の積雪地域の堆積環境を雪質という観点から検討し，雪質を加えて雪環境データーベ ースを構築作成した。雪質はその地方に特徴的な積雪の質をもって代表させた。すなわち，日本 の積雪地帯の堆積環境を｢湿り雪地域」「乾き雪地域」「しもざらめ雪地域｣，そして，湿り雪地域 と乾き雪地域の中間的な性格を有する「中間地域」の四つの地域に区分した。この区分の際には，
気象庁が国土情報整備事業により作成した全国1kmメッシュの気候値を使い，区分の基準とな る気候値を定め，このメッシュ気候値を利用して，全国の未観測地点の雪質を推定した。この結 果，全国の積雪地帯について，1キロメッシュの単位で雪質が求められた。これらの雪質のデー タに，その他の雪環境を規定すると考えられる積雪深，気温，降水量，さらに標高などの地形デ ータを加えて雪環境データベースを作成した。データベースは，雪対策，雪利用，雪のイベント
*富山市科学文化センター研究業績第153号
3Z
石 坂 雅 昭 ・ 小 林 敏
などに対する有用な情報を提供できることが期待できる。ここでは，データベースの概要とそ 三 から得られた日本の雪質地図について述べる。
キーワード：雪質，湿り雪，乾き雪，メッシュ気候値，積雪地域特性
は じ め に
日本列島の日本海側は，冬季には寒冷な大陸と暖流の 流れる日本海の影響をうけ，世界でも有数な積雪地帯と なっている。また，この特殊な地理的条件は，日本列島 の特に北緯40度以南の東北，北陸，山陰の平野部を，比 較的温暖な気温のもとで多量の雪が降る世界でも珍しい 地 域 と し て 特 徴 づ け て い る 。 そ こ で ， こ の よ う な 温 暖 な 気候下で降り積もる雪を，寒冷な北海道などの雪と区残 して，「暖候地積雪」あるいは，「暖地性積雪」と呼ぶこ とがある(伏見，1983)。こうした世界的に見ても特殊な 積雪地域を含めて，南北に長く，気温差の大きい日本列 島の積雪の堆積環境は多様である。そのため，積雪の諸 '性質を知るために，日本の各地で定点観測や広域の積雪 調査が数多く行われてきた。例えば，中村（1979）は，
日本列島の北から南の4都市と蔵王の山岳地帯でのほぼ 同時期の積雪断面観測から，南北の気温差による積雪の 層構造の違いを示している。河島他（1987）は，1986年 2月に日本海沿岸地域で広域の積雪同時観測を行い,日本 海平野部の積雪の定量的な堆積環境区分を行っている。
北 海 道 の 積 雪 の 地 域 特 性 に つ い て は ， 秋 田 谷 ・ 遠 藤
（1980,1982）が特にしもざらめ雪の発達する地域に注 目して，数年間にわたる調査の結果から明らかにしてい る。また，東北地方では，犬丸他（1993)，梶川・武田
（1986)，卜蔵（1989)，佐藤・道上（1972）の調査など が，また，新潟平野では，和泉（1982）及び武田（1994）
などの広域の調査や林業試験場十日町試験地防災第一研 究室（1987)，長岡雪氷防災実験研究所（国立防災科学技 術センター，1984）などの定点観測などがある。
一方，対馬（1984）は，積雪内の雪質に注目して，地 理的，気候的な観点から，北海道をしもざらめ雪としま
り雪で，東北地方をしまり雪とざらめ雪で，北陸地方を ざらめ雪で特徴づけ，日本の積雪の地域的な特徴をこの
3タイプに分けている。
これらの広域での積雪特性を明らかにする諸研究では．
積雪特性を観測などから求める場合は，その結果が定量 的で具体的であるという利点を持ちながらも，その地域 や時間が限られるために，気候的な特徴を抽出するにい たらない場合が多く，また一方，気候的，あるいは地理 的に見たときは，生活実感を反映したわかりやすさがあ るが，積雪特性の客観的な基準がないという問題を含ん でいた。
そこで，筆者の一人石坂は，「暖候地積雪｣を｢湿り雪」
と呼び，湿り雪が支配的な地域を「湿り雪地域」として．
その他の「乾き雪地域」を含め，日本における積雪の堆 積環境の気候的な区分を行った（石坂，1995)。その際，
気象庁が国土情報整備事業により作成した全国1kmメ
表 l 積 雪 の 堆 積 環 境 の 区 分 と そ の 推 定 法
区 分
湿り雪地域
中間地域
乾 き 雪 地 域
し も ざ ら め 雪 地 域
定 義 ｜ 積 雪 層 構 造 の 特 徴 （ 厳 冬 期 ） ｜ 主 な 変 態 過 程 ｜ 気 候 値 か ら の 推 定 全期間をとおして積雪
のほぼ全層 が 水 を 含 む 湿った状態で経過する 積雪地域。
その冬の気温によって 湿り雪になったり乾き 雪になったりする地域＝
積 雪の全 層 が 厳 冬期 に はほぼ乾 い た 状 態で 経 過 す る 積 雪 地 域
しもざらめ雪が発達す る積雪地域。
雪温は特に冷え込んだ日の表 面付近以外は，全層0℃で推 移し，上部融雪水によるざら
め化が激しい。
その冬の気温によって湿り雪 の特徴を持ったり，乾き雪の 特徴を持ったりする。
雪温はマイナスのことが多く、
乾きこしまり雪，乾きしまり 雪の層が長く保存される。
積雪内の温度勾配が大きく，
しもざらめ雪が発達し，脆弱 な積雪を形成。
32
温暖変態 (全冬期間）
温 暖 変 態 (高温時〉
寒冷変態 (低温時〉
寒冷変態 (厳冬期〉
温 度 勾 配 に よ る 寒冷変態
(厳冬期〉
1月の平均気温＞0.3.亡
0.3.C＞1月の平均気温＞−1．1°C
1月の平均気温く−1．1℃
1月と2月の平均気温の平均が負 R＝().339(H1/T)L21．（H2)021 R＜8（kg)の地域
ここで，H1：1月と2月の晶深祇雪の平均値 I‑I2：2月と3月の最深祇雪の平均値 T：1月と2月の平均気温の平均の絶対値
ツシュの気候値を使った。その詳細は，別の文献（石坂．
1995）に譲るとして，ここでは，メッシュ気候値を使っ て求めた日本の雪質分布の概略を示しながら，合わせて その際に使ったデータベースについて述べる。このデー タベースは，本論でも述べるように，積雪のみならず，
雪国の冬の環境を考える場合に利用価値が高いとものと 考えられる。日本の積雪の堆積環境の気候的な区分も，
大きくみればこのデータベースから得られる情報の一つ にすぎないともいえる。したがって，今後はこのデータ ベースを使って，積雪地帯の冬の環境を考えるのに有用 な情報を探っていきたいと考えている。
積 雪 の 堆 積 環 境 の 気 候 区 分 の 方 法
データベースを特徴づける重要な要素である雪質は，
積雪の堆積環境の気候的な区分に基づいて，その地方の 積雪の質の特徴を表したものである。日本の積雪地帯に ついて，1キロメッシュの単位で，積雪量や気温の他に この雪質が付与される点が，本データベースの特徴であ る。堆積環境の気候区分は，石坂（1995）が求めた表l に示したものである。以下にその概略を述べる。
雪は一冬季を通じてさまざまな気温のもとで降り積も る。例えば北海道は気温が低いため，乾いた雪で特徴づ けられるとしても，冬の始まりの雪はまだ気温が高く北 陸の湿った雪の様相を呈する。したがって，その地域の 積雪の特性を考えるには，ある時期の積雪の性質ではな く，一冬季を通じた積雪の性質を特徴づけなければなら ない。そこで，まず温暖な気候帯で雪が降る「湿り雪地 域」を「一冬季を通じて，積雪のほぼ全層が水を含み，
温暖変態過程が支配的な積雪で特徴づけられる地域」と 定義する。すなわち，湿り雪地域の積雪は，その地方が 1年の中で最も寒い時期でも，雨や日射，あるいは気温 の影響により，積雪の上面から積雪内部に水が浸透し，
積雪全層が0℃に保たれている。上部からの融雪は，雨 が降るか降らないかを含め主に気温によって左右され，
雪の深さには直接影響されないと考えられる。次に，こ れより気候的に寒冷な地域を「乾き雪地域」とする。た だし，乾き雪地域の中でも，寒冷で雪が比較的少なくし もざらめ雪がよく発達する地域を「しもざらめ雪地域」
とした。しもざらめ雪地域の推定法は，秋田谷・遠藤
（1982）が求めた推定式に，気候値を代入したものから 求めた。ただし，彼らの式には，2月末の積雪が変数と してはいっているが，気候値にそのような値はないので．
2月の最深積雪と3月の最深積雪の平均値を代わりに用 いた。また，積雪観測による湿り雪地域と乾き雪地域の 境界の気温の推定および，メッシュ気候値が含む誤差を
0，ざ‐
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考慮して,湿り雪から乾き雪の境界領域として両者の｢中 間地域」を設けている。湿り雪地域と乾き雪地域，およ び中間地域は，1月の平均気温の気候値を使って区分し たが，その値は中部地方の積雪調査（黒田･石坂，1988）
によって求めたものである。
以上の定義からわかるように，これらの地域区分は雪 質で表現された冬の気候区分と言える。したがって，「湿 り雪地域」は，「湿り雪気候区」と言いかえることも可能 であるが，一般の気候区のように1年を通じての気候的 な特徴ではないので，ここではそう呼ばなかった。
メ ッ シ ュ 気 候 値 に つ い て
メッシュ気候値は，国土庁がまとめた国土数値情報を もとに，未観測点の気候値を推定したものである（気象 庁観測部，1988)。基礎資料は，観測地点の気候値(累年 平均値）と地形因子である。観測された気候値と観測点 の地形因子を数量化したものの問で多変量解析を用いて 重回帰式を求め，他の未観測点に適用したものである。
その作成原理は，上記の文献よりとって図1に示した。
時間スケールの短い，時，日，あるいは旬単位の気象値 は，地形の影響よりも，その時の気圧配置や擾乱の規模 経路などの影響されやすいのに対して，長い期間の累年 平均としての気候値は，地形要因によって説明しやすい という点を考慮して作成されたものである。地図上での
観測点のあるメッシュ 観測点のないメッシュ
気象観測価
（気候値）
地 形 の 特 徴 (地形因子〉
地形の特徴 (地形因子）
関係式 (軍Inl帰式｝
任意メッシュに適用国｜
画 1
Y/
気 候 値
図lメッシュ気候値の作成原理（気象庁観測部(1988)より〉
石 坂 雅 昭 ・ 小 林 敏 一
値は，統計処理による未観測地での気候値の推定なので。
例えば気温で0．5〜0．6℃程度の誤差を含むことや，
山岳部に観測点が少ないことなどの問題点をもっている ことを考慮しなければならない。しかし，現状では未観 測点の気候値に関する均質で一定のレベルの精度を持つ データである（気象庁観測部，1988）ので，現時点では､
この気候値が日本の気候を数量的に把握するもっとも標 準的なものと考えられる。
位置は，国土数値情報の「標準メッシュ体系」によって いる。すなわち，一定の緯度経度で地域を網の目のよう に区分する方法であり。経度差1度，緯度差40分で区画
したのが第一次メッシュであり，それを縦横8等分した ものが二次メッシュ，三次メッシュはさらにそれを10等 分した区画である。一次区画は，日本の中央部で80km×
80km，二次区画は，10km×10km，さらに三次メッシュ では,1km×1kmの区画になり，8桁のコードで3次メッ シュまでの区画を指定する方法がとられている。気候値 は，この三次メッシュの単位で未観測地点の月平均気温 や最深積深などが求められている。ただ，メッシュ気候
デ ー タ ベ ー ス の 構 造
図2は，データベースの構成の概略を示したものであ
デ ー タ
認i職職雛
メッシュ気候値(12，1，2，3月
（平均気温，最高気温，
最低気温，月最深積雪）
メッシュ標高データ（全国）
灘
デ ー タ ベ ー ス 化
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図 2 デ ー タ ベ ー ス と そ の 周 辺 系
34
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画湧垂蝉画幽調
画辱垂理室唖幹
匡騨垂嘩唾出騨
翠謹室出塞幽諦
垂嘩垂宰唾壁毎
垂錘塞翠審理毎
厘唖垂函垂唖韓
垂斡垂嘩函範毎
垂率垂蝉垂麺諒
唾睡唾埠唾嘩露
画率函聖麺塑諦
唾嘩唾出垂嘩臨
画蝿垂埠亜蝉韓
壷埠垂壁雪寧函
画韓盈埋垂蝉毎
唾湧垂蝉唾塑稗
皿率垂唾壷牽露
垂韓璽理塞趣掘
田醒唾唾垂翠密
画蝉麺函画趣韓
唾騨唾嘩垂埠湧
軍麺垂砥璽麺率
垂韓垂騨画型輔 ︑ノノ″１１︑
図 3 デ ー タ ベ ー ス の 構 造
る。データベースには，三次メッシュの単位，すなわち 1キロメッシュの単位で，地点コード，そこでの気候値 の情報，さらに本研究で得られた雪質の区分，標高デー タ な ど が 納 め ら れ ， U N I X 上 の デ ー タ ベ ー ス ソ フ ト
（imfomix）を用いて検索が行われるようになっている。
基本的な問い合わせは，unix上で行われるが，後で 示す雪質分布図などの画像出力は，データベース上での 検 索 に よ っ て 得 ら れ る デ ー タ 群 を ハ イ パ ー カ ー ド に よ っ てパソコン上に画像情報として出力させたものである。
データベースに取り込まれている要素は，気候値として．
12月から3月までの各月の最深積雪，最低，最高，平均気 温の各月の平均，月降水量などであり，これに雪質情報 と地点標高が加えられている。これらの要素が，全国の 1キロメッシュ単位の地点ごとに求められ，各レコード を形成している。その構成は，図3に示したとおりであ る。本データベースでは，雪質の情報と他の数値情報乞 全国1キロメッシュ単位で参照することが可能であり，
日本の雪環境の特徴を明らかにする上で，有力な手段と なり得るものである。次に，その利用例を示す。
して示してある。すなわち，1キロメッシュごとの値25 個をひとまとめにして，その中で一番多い雪質でその地 域を代表させた。しかし，しもざらめ雪地域は，特に本 州 に お い て 盆 地 な ど の 狭 い 地 域 に と び と び に あ ら わ れ る ので，上のような表記では，かなりの部分が消えてしま う。そこで，しもざらめ雪地域だけは，その分布の様子 を見るために，5キロにまとめられた中に1カ所でもし もざらめ雪地域があれば，そこはしもざらめ雪をもって 代表させた。ただし，メッシュ気候値のうち，月最深積 雪の気候値は，図中に示したように，九州，四国の全域．
東海・関東の大部分，紀伊半島などが，気候値算出の対 象外地域（気象庁観測部，1989）となっているので，こ れらの地域は除外されている。また，対象地域は，12月 から3月のいずれかの月の最深積雪の気候値が，10cm以 上の値をもつ地域とした。積雪を小さい値にしたのは，
寒 冷 で 雪 の 少 な い し も ざ ら め 雪 地 域 を 明 ら か に す る た め で あ る 。 図 4 − 2 か ら 図 4 − 5 ま で は ， 5 キ ロ に ま と め ず，1キロメッシュの単位で表現したものであり，かな
り細かい範囲の雪質の違いがわかる。
日本全体で見ると，日本海側の湿り雪地域は，平野で は 庄 内 平 野 よ り 北 に は ま と ま っ て は 分 布 し な い 。 こ れ よ り北では，本庄市から秋田市の海岸部にわずかにみられ いったんとぎれて，男鹿半島の海岸部に分布する。男鹿 半島より北には湿り雪地帯は陸部にはなく，北海道の渡 島大島に分布するのみである。男鹿半島及び大島は，対 馬暖流の影響をうけていると推定される。こうした特殊 な島をのぞくと，湿り雪地帯は，北緯40．以南に限られ 南 に い く に し た が い そ の 分 布 も 山 間 部 に 広 が っ て い く こ デ ー タ ベ ー ス の 利 用
1．日本の雪質分布図
データベースを利用して，日本の積雪の気候的な特性 を 考 え た 雪 質 分 布 を 求 め た の が 図 4 − 1 か ら 図 4 − 5 で ある。図4−1は，既に石坂（1995）が発表したものと 同 一 の 日 本 の 全 体 の 分 布 を 表 し た も の で あ る 。 メ ッ シ ュ 気候値は，ほぼ1キロ四方の範囲で個別の気候値が求め られているが，ここでは5キロ四方をまとめて一区画と
3E
地域コード 平均気温
12
最高気温
12
最低気温
砂
最 深 積 雪
12
降 水 量
12
標 高 雪 質
凡 例
繍禰湿り雪地域
職3乾き雪地域 蕊蕊中間地域
糊しもざらめ雪地域
気
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石 坂 雅 昭 ・ 小 林 敏 一
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図4−1メッシュ気候値をもとに推定した日本の積雪の堆積環境
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1キロメッシュ単位で求めた雪質分布（北海道）
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図 4 − 3 1 キ ロ メ ッ シ ュ 単 位 で 求 め た 雪 質 分 布 （ 東 北 琴
39 凡 例
−麟蕊蕊｜湿り雪地域 露騒騨｜乾き雪地域 雨 中 間 地 域
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図4−41キロメツシユ単位で求めた雪質分布（中部：
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石 坂 雅 昭 ・ 小 林 敏 一
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図 4 − 5 1 キ ロ メ ツ シ ユ 単 位 で 求 め た 雪 質 分 布 （ 山 陰 琴 凡 f l
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中 間 地 世
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この場合は簡単に，同じ雪質をもちほぼ同じぐらいの積 雪におおわれる地域とする。すなわち，富山市は湿り雪 地域に属するので，湿り雪地域に属して，かつ富山市と
1月の最深積雪がほぼ同じ地域を探すという場合を考え てみよう。富山市の1月の最深積雪の気候値はおよそ70 cmであるから，ここでは幅をもたせて，積雪が50〜100 cmとしてみる。すなわち，データベース上から，雪質が 湿り雪で，かつ1月の月最深積雪が上記の値を選ぶので ある。図5はその結果選ばれた地域を地図上に示したも のである。このようにして，富山市と同じ雪問題が生じ るだろうと予想される地域を具体的に絞り込むことが定 能になる。その結果，例えば雪の少ない新潟市のほとん どは，この範晴に入らないことなどがわかる。同じよう とがわかる。しもざらめ雪地域が広く分布するところは
北海道の東部の十勝，釧路，網走，および勇払平野であ る。本州では，長野県の軽井沢を含む佐久地域に比較的 広い分布域がある。また，狭い分布は他の盆地にも見ら れる。北海道の内陸では，上川盆地と富良野盆地，本州 では，岩手県の北上盆地，山形盆地，松本盆地，その他 長野県や山梨県に散在している。
2．類似した雪環境の地点の分布を求める
データベースの利用の他の例として，類似した雪環境 の地点の分布を求めた例を示す。例えば富山市と同じ雪 環 境 を 持 つ 地 域 を 日 本 の 積 雪 地 帯 方 か ら 選 ぶ と い う こ と
を考えてみる。雪環境をどのように定義するかによるが．
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富山市と同じ雪環境と推定される地域
データベース上で，湿り雪地域で1月の最深積雪が50〜100cmの地域を検 索したもの。
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石 坂 雅 昭 ・ 小 林 敏 一
な雪環境を持つ地域は，災害の問題でも，また雪利用の 点でも，雪祭りなどのイベントを行う点でも，共通の議 論が可能になる。すなわち，このような数値情報によっ て，きめの細かい雪対策が可能になるのである。
データベースの利用としては，この他，雪質の地域残 の積雪の荷重などを観測値と比較して推定したり，同じ 雪質の地域の中での積雪量の差を検出したりすることも 可能である。
ま と め
メッシュ気候値を利用して，雪質を含めた日本の積雪 の堆積環境をデータベース化した。雪の堆積環境のうち 雪質については，「乾き雪地域｣，「湿り雪地域｣，及び｢し もざらめ雪地域｣，及び湿り雪と乾き雪の「中間地域」の 計四つに分けた。このデータベースを用いて，日本雪質 分布図や類似雪環境地域の推定などが行えることを示し た。気候値をもとにした雪環境データベースは，長い年 月 に わ た る そ の 地 方 の 雪 環 境 を 対 象 に し て い る こ と に な るので，その地方の自然条件と人間生活などを考える上 で重要な役割を果たすことが期待できる。また，災害や 雪の利用についても，同じような雪環境のところでは，
同じような対策や試みが可能になることを考慮すると，
本データベースを利用して，対策や取り組みを同じよう にできる地域を即座に抽出することが可能である。この ように本データベースから得られる有用な情報はここで 示した例に限らずまだ多くあると考えられるので，今後 とも有用な情報の抽出に取り組んでいきたいと考えてい る。
謝 辞
メッシュ気候値の利用にあたっては，川嶋浩二氏をは じめ気象庁観測部にお世話になった。国道41号線に沿う 積雪調査は，富山市教育センターの黒田久喜氏と共に行 ったものである。図表の作成については，富山市科学文 化センターの石井佐代子氏に協力していただいた。以上 の方々に心から感謝申し上げる。なお，この研究の一部 は ， 文 部 省 科 学 研 究 補 助 金 （ 奨 励 研 究 （ B ） 課 題 番 号 01916014）から支出された。
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