強いオホーツク海高気圧にブロックされて、低気圧の動きが鈍く雨列雲が南から北へ１直線に関東に停滞し続けたのが原因。
jma.go.jp
上空５０００もの気流の異常である。極端な南北蛇行である。関東付近から流れが北に１直線である。
tropic.ssec.wisc.edu/real-time
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首相「異常な状態」…記録的大雨で緊急閣僚会議
2015年09月10日 19時20分 読売
安倍首相は、
「これまで経験したことのない異常な状態だ。事態は重大な局面にある。国民の命を守るために一刻の猶予もない」
と述べ、地元自治体と連携して被害拡大防止と人命救助に全力を挙げるよう各閣僚に指示した。
日本海上空に停滞「寒冷渦」原因か…記録的大雨
2015年09月11日 13時54分 読売
今回の東日本の記録的な大雨は、日本海の上空に停滞している「寒冷渦」が主な原因とみられることがわかってきた。
気象庁によると、今回は５５００メートル上空で滞留していた寒冷渦の下に、台風１８号から変わった低気圧が入り、偏西風に乗ることができずに移動が遅くなった。
一方、東の海上では台風１７号が北上、二つの低気圧の周囲の風がぶつかりあい、関東から東北にかけて延びる雨雲「線状降水帯」が発生、大雨をもたらした。
栃木県や茨城県に大雨を降らせた線状降水帯は、１０日昼頃に一度、消えていた。
しかし１１日午前０時頃、停滞した低気圧に台風１７号が近づき、再び線状降水帯が発生したため、気象庁は宮城県に特別警報を出した。