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Development of an observation system for typhoons using airborne phased-array weather radar

Research Project

Project/Area Number 19K03973
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Takahashi Nobuhiro  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (60425767)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 広幸  琉球大学, 理学部, 准教授 (30421879)
牛尾 知雄  大阪大学, 工学研究科, 教授 (50332961)
金田 幸恵  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (80727628)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords台風 / 航空機観測 / フェーズドアレイレーダ / シミュレーション / 雲物理量 / フェーズドアレイレーダー / 航空機
Outline of Research at the Start

日本に大きな災害をもたらす台風や線状降水帯などの降水システムの立体構造の観測を可能にする航空機搭載フェーズドアレイ気象レーダの開発を目指した、基礎研究を目的としている。台風の研究においては、その急発達のメカニズムの解明が喫緊の課題であるが、その1つのアプローチとして台風内部の立体的な構造の正確な把握が挙げられる。本研究では、フェーズドアレイ気象レーダを航空機に搭載するための基礎的な研究を行い、実現性を高める。また、効率的な航空機観測を目指して人工衛星等を用いた台風の発達フェーズに対応した降水構造についての解析も併せて実施する。実施にあたっては、レーダメーカや航空機運行会社の協力のもと実施する。

Outline of Final Research Achievements

Understanding the development mechanism of typhoons and improving their predictability are required not only from the perspective of science but also from the perspective of disaster prevention. In this study, we investigated the possibility of using aircraft to observe typhoons over the ocean during their developmental stages, aiming to clarify the structure of typhoons by observing them from the viewpoint of three-dimensional structure. First, we studied the feasibility of using the phased-array weather radar, a state-of-the-art radar technology, for onboard aircraft, and demonstrated its applicability. Next, an observation simulator was developed to demonstrate the feasibility of radar observation from a moving platform (aircraft), and observation simulations were conducted based on simulated typhoon data. As a result, it was shown that three-dimensional observation was possible enough when limited to the observation around the eye of a typhoon.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

わが国における台風観測は、海洋上においてはほぼ人工衛星観測に依存しているの現状であるが、より高精度な予測を行うためには、海洋上での航空機観測が必須になる。その手段の1つはドロップゾンデによる大気構造の観測であり、もう1つが台風の発達に伴って形成される降水の観測であり、本研究は後者について、現在の最新の技術による観測の可能性について、ハードウエアのフィージビリティ研究およびシミュレーションによる観測可能性について示したものであり、実現すれば台風研究に大きく貢献できる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Retrieval of Attenuation Profiles from the GPM Dual-frequency Radar Observations2021

    • Author(s)
      Takahisa KOBAYASHI, Mitsuharu NOMURA, Ahoro ADACHI, Soichiro SUGIMOTO, Nobuhiro TAKAHASHI, Hiromaru HIRAKUCHI
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 99 Issue: 3 Pages: 603-620

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-030

    • NAID

      130008050913

    • ISSN
      0026-1165, 2186-9057
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analysis of a Precipitation System that Exists above Freezing Level Using a Multi-Parameter Phased Array Weather Radar2019

    • Author(s)
      Nobuhiro Takahashi
    • Journal Title

      Atmosphere

      Volume: 10 Issue: 12 Pages: 755-755

    • DOI

      10.3390/atmos10120755

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Simulation of airborne dual-polarization phased array radar observation of a typhoon2022

    • Author(s)
      Nobuhiro Takahashi and Sachie Kanada
    • Organizer
      International Conference on Heavy Rainfall and Tropical Cyclone in East Asia
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Simulation of airborne dual-polarization phased array radar observation of a typhoon2021

    • Author(s)
      Nobuhiro Takahashi
    • Organizer
      JpGU
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 航空機搭載フェーズドアレイレーダを想定した台風観測のシミュレーション2021

    • Author(s)
      高橋暢宏
    • Organizer
      日本気象学会2021年秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチパラメータ・フェーズドアレイ気象レーダデータに基づく孤立積乱雲の内部構造の時間変化2021

    • Author(s)
      川口航平、纐纈丈晴、高橋暢宏
    • Organizer
      日本気象学会中部支部研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] マルチパラメータ気象レーダデータを用いて解析した雷をもたらす積乱雲の特徴2021

    • Author(s)
      岩田和樹、纐纈丈晴、高橋暢宏
    • Organizer
      日本気象学会中部支部研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 大型研究「航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進」について2020

    • Author(s)
      高橋暢宏、小池真
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Precipitation observation by phased array weather radar2020

    • Author(s)
      Nobuhiro Takahashi
    • Organizer
      "Technology for Next Generation Space-Earth Environmental Radio Science", a workshop by ISEE
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] マルチパラメータフェーズドアレイ気象レーダ(MP-PAWR)による積乱雲観測 -2018年8月2日の孤立積乱雲の事例 その2-2020

    • Author(s)
      川口航平、高橋暢宏
    • Organizer
      日本気象学会2020年度春季大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] MP-PAWRで観測された関東における冬季の雷雲(その2)2020

    • Author(s)
      纐纈丈晴、高橋暢宏
    • Organizer
      日本気象学会2020年度春季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 2018年8月27日に関東地方周辺に発生した雷雲の観測(その2)2020

    • Author(s)
      岩田和樹、高橋暢宏
    • Organizer
      日本気象学会2020年度春季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進2020

    • Author(s)
      高橋暢宏
    • Organizer
      Weather-Eyeオープンフォーラム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 台風観測を想定した航空機搭載レーダのサンプリング検討2020

    • Author(s)
      高橋暢宏
    • Organizer
      「航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進」研究集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Estimation of the top of the liquid layer from GPM/DPR2019

    • Author(s)
      Nobuhiro Takahashi
    • Organizer
      39th international Conference on Radar Meteorology
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of isolated convective systems by using multi-parameter phased array weather radar2019

    • Author(s)
      Nobuhiro Takahashi and Hiroshi Hanado
    • Organizer
      39th international Conference on Radar Meteorology
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] MP-PAWRとタイムラプスカメラによる降水コア落下の比較2019

    • Author(s)
      高橋暢宏・花土弘
    • Organizer
      日本気象学会2019年度秋季大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 雲と雨のマルチプラットフォーム観測2019

    • Author(s)
      高橋暢宏
    • Organizer
      日本気象学会2019年度春季大会 シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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