2021 Fiscal Year Final Research Report

Development of a new 400MHz radiosonde sensor to measure the electric charge of precipitation particles in clouds

Research Project

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Project/Area Number	18H01282
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
Research Institution	Yamaguchi University
Principal Investigator	SUZUKI KENJI 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (30304497)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森修一国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(大気海洋相互作用研究プログラム), プログラム長代理 (00344309) 大石哲神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (30252521) 勝俣昌己国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋観測研究センター), グループリーダー代理 (50359147) 山田広幸琉球大学, 理学部, 准教授 (30421879) 川野哲也九州大学, 理学研究院, 助教 (30291511) 中川勝広国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所リモートセンシング研究室, 室長 (80359009)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	帯電電荷測定 / 降水粒子 / 400MHz帯ラジオゾンデ搭載
Outline of Final Research Achievements	Knowledge of the electric charge of precipitation particles in thunderclouds is essential for understanding the mechanism of lightning generation. However, there has been no low-cost, easy-to-use meteorological observation device to measure it. Therefore, in this study, we developed a new, compact, lightweight, low-cost, and user-friendly sensor (EC sensor) equipped on the 400 MHz radiosonde. This new EC sensor can be attached to a balloon and released into a thunderstorm cloud, and the amount of positive and negative charge and the number of particles detected by the sensor every second can be monitored on the ground in real time.　Although the COVID-19 epidemic prevented sufficient test flights, the new charge sonde was completed through prototype design, ground testing, and the development of data recording software.
Free Research Field	気象学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	雷予測は数値モデルによるところが大きく、近年の数値モデルの発展はすばらしいものがあるものの、その数値モデルの答え合わせ（検証）となるべく観測データがないことが雷予測を停滞させている一つの要因である。本研究で開発した新しい電荷ゾンデは雷雲内の降水粒子の帯電電荷を知ることができるため、この雷予測モデルの答え合わせに直接的に貢献し、それにより雷発生のメカニズム解明だけでなく、予測精度の向上が期待される。豪雨メカニズムと雷は密接に関連していることから、近い将来この電荷ゾンデが豪雨観測に投入されることが望まれる。