2015 Fiscal Year Annual Research Report
偏波・フェーズドアレイレーダー統合システムを利用した積乱雲電荷構造の超高速解析
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15H03728
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
楠 研一 気象庁気象研究所, 気象衛星・観測システム研究部, 室長 (40354485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 智 気象庁気象研究所, 気象衛星・観測システム研究部, 研究官 (00571564)
足立 透 気象庁気象研究所, 気象衛星・観測システム研究部, 研究官 (10632391)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 気象 / 雷放電 / リモートセンシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
積乱雲内の電荷構造は発雷過程、雷放電の進展過程と強く結びつく、積乱雲の最も基本的な性質の一つである。電荷構造は現在、三重極分布と考えられているものの、統一的見解はない。積乱雲の盛衰に伴い、大きく変化する電荷構造を理解するためには、雷放電３次元可視化だけでなく、偏波レーダー観測が不可欠である。しかしながら、積乱雲内部構造は数分という非常に短い時間で変化するのに対し、偏波レーダー観測は1ボリュームスキャンに数分程度必要なため、内部構造の速い変化を捉えることができない。
本研究ではC帯偏波レーダーとX帯フェーズドアレイレーダーを組み合わせた「偏波・フェーズドアレイレーダー統合システム(偏波PAR)」を構築し、北関東平野を中心に雷放電３次元観測を合わせて積乱雲の観測を行う。偏波PAR・雷放電３次元観測から積乱雲内の降水粒子分布・電荷構造を高時空間分解能で推定し、積乱雲の電荷構造の時間発展の標準モデルを構築する。
研究初年度の平成27年度では平成28年度から開始する本観測に向けてその準備を行った。即ち、気象研究所で運用しているC帯二重偏波レーダーとフェーズドアレイレーダーを組み合わせて偏波PARを実現するための必要な解析技術の開発を行った。また雷放電観測装置BOLTの試験観測を実施し、雷放電標定アルゴリズムの整備等を行った。研究初年度内に研究2年目以降の本観測の準備を完了した。さらにフィージビリティスタディとして大阪平野の雷観測結果の事例解析を行った。この事例解析で上昇気流発生に伴い、短時間で電荷構造が大きく変化することを観測から示した。この解析結果は積乱雲内部の鉛直流と電荷構造の因果関係を強く示す結果であり、ここで得た知見を平成28年度以降の本観測の解析に活かしていきたい。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究初年度である平成27年度は予定通り、偏波PARを実現するための解析技術の開発、雷放電三次元標定装置（BOLT）の導入・試験観測・標定アルゴリズムの整備等を行った。具体的には偏波PARのデータ収集・管理システムの整備、解析アルゴリズム開発、品質管理手法の高度化などを行い、平成28年度の偏波PAR本観測に向けた準備を進めた。一方、雷観測機BOLTの準備も進めた。夏季に試験観測を実施し、気象庁が運用している二次元雷放電標定装置の標定結果に対しBOLTの標定点がその誤差範囲内であることを確かめた。平成28年度に実施する観測の事前準備が予定通り完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究2年目にあたる平成28年度は北関東地方において、偏波PARおよびBOLTを用いた夏季積乱雲の総合観測を実施する。観測を実施する一方でデータ解析も開始する。即ち、偏波パラメータとBOLTで得られた電荷構造の関連について詳細解析をすすめる。事例を蓄積することにより、夏季積乱雲における典型的な電荷構造と降水粒子種別の関連、さらにその時間発展について、両者の関連を明らかにしていく。
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Research Products
(2 results)
