洋上風力発電のためのX-band合成開口レーダの降雨影響把握と利用可能性評価

• Project/Area Number: 23K04249
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24020:Marine engineering-related
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 竹山 優子 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (00510025)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2026: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 合成開口レーダ / 海上風 / ASNARO-2 / TerraSAR-X / 降雨 / 洋上風況把握 / 海上風推定 / X-band

Outline of Research at the Start

本研究はX-band(8-12 GHz)のマイクロ波を搭載した合成開口レーダ（SAR）を用いた海上風推定精度とその精度に与える降雨の影響を明らかにするものである．これまで人工衛星に
よる海上風観測には主にC-band(4-8 GHz)マイクロ波が使用されてきたが，近年，観測頻度の向上を目指してX-band SARの活用に期待が高まっている．しかし，X-bandには降雨による誤差発生の可能性が高く，実利用に向けて風速推定精度の検証が必要である．本研究ではband SARセンサを搭載するASNARO-2およびTerraSAR-X衛星データを用いて風速推定と降雨が推定精度に与える影響を調べる．

Outline of Annual Research Achievements

研究初年度にあたる2023年度は，本研究で主に使用するASNARO-2合成開口レーダ（SAR）画像の収集とこの画像に同期する気象データである気象庁局地気象モデル（LFM）と欧州中期予報センター（ECMWF）の 再解析データv5（ERA5）のアーカイブを行った．また，このアーカイブに必要なHDDなどの機器の整備も合わせて実施した．
さらに、国内外複数地点（北海，青森など）におけるASNARO-2による海上風推定を行い，10m高度の風速推定精度が1.5 m/s前後であることを明らかにした．この成果については，学術雑誌への投稿を準備中である．
また，収集したASNARO-2画像から降雨や雲の影響によると思われる海面上の山形に分布する後方散乱強度が画像を選別し，ひまわり8号の可視および赤外の雲画像との比較を行った．分解能の違いからひまわり画像の雲分布との関係は明らかにならなかったが，今後，LFMや過去の雨雲レーダ画像との比較により、ASNARO-2後方散乱画像に与える降雨や雲の影響について解析を進める予定であある．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在のところ，研究に必要なデータをそろえながら，解析も同時に進めている．また，当初予定していなかった雨雲レーダ画像などについても追加しながら，X-bandの合成開口レーダによって海上風推定を行う際に誤差要因となり得る降雨の影響について明らかにしていく．
合成開口レーダにの空間分解能は最初で数m程度と非常に細かく，他の気象データと比較のする時に現象のスケールが合わないことが想定される．数値気象モデルを用いた気象データのダウンスケールの手法も検討しながら進めたい．

Strategy for Future Research Activity

現状，当初計画通りに進んでおり，ASNARO-2画像と気象データとの比較で降雨の影響を定量的に評価していく．また，他のX-band合成開口レーダデータもなるべく収集してく．