2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of an advanced retrieval method of temperature profiles with Radio Acoustic Sounding System (RASS)
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18K03741
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
津田 敏隆 京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (30115886)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢吹 正教 京都大学, 生存圏研究所, 特定研究員 (80390590)
橋口 浩之 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (90293943)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 赤道大気レーダー（EAR） / RASS / ラジオゾンデ / 熱帯大気 / 対流圏・下部成層圏 / 水蒸気プロファイル / 機械学習 / GNSS気象学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
過去のEAR-RASS観測結果を用いて乱流エコー、大気安定性や水蒸気等の特性を解析した。2022年11月以来続けているBRINとの定例ZOOM研究会の成果を取りまとめるべく、研究代表者が2023年8月26日～9月9日と2024年27日～2月5日（別経費）にバンドン市のBRINを訪問した。
乱流エコー強度[η]と大気屈折率勾配[M]から水蒸気量[q]を推定する手法ではMの符号判定が鍵となるが、気温勾配[dT/dz]と[dq/dz]の相関を統計解析しMの符号判定に活用した。さらに数値予報モデルとラジオゾンデデータを学習データとして、Mとqの関係式を介さずにqを推定する機械学習手法を新開発したが、EAR-RASSによる推定値が検証用データと高精度で一致した。全天候で水蒸気プロファイルを高度約2-10㎞において高度分解能150mで連続測定する有力な手法が得られた。今後dT/dzとdq/dzの相関関係やGNSSによる可降水量データも組み込めばqの推定精度向上が期待される。
2005年11－12月にEARサイトでラジオゾンデを1時間毎に20-30個×7回放球したユニークな観測データからMおよび大気安定度指標(Richardson数：Ri)を10mと1時間の高度・時間分解能で求め、ηとの相関解析を行った。湿潤な高度約6㎞以下でηはdq/dzに強く依存し、高度6-9kmではdT/dzの効果が現れた。大気重力波の伝播に伴ってMおよびRiが時間高度変動し、さらにηの分布に影響することが分かった。
一方、ラジオゾンデデータを用いて下部成層圏での風速と気温を周波数スペクトル解析し、１日周期大気潮汐波、赤道波（混合ロスビー重力波、ケルビン波）の鉛直伝播特性を明らかにした。また、大気重力波の鉛直波数スペクトルが飽和理論に整合することを示した。
今後これらの研究成果を国内外で学会発表し論文として公表する。
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