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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Monitoring and forecasting of extreme weather and lightning disasters by combining radio wave and high-speed meteorological radar observations of thunderstorms

Research Project

Project/Area Number 19H01979
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

芳原 容英  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10303009)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 菊池 博史  電気通信大学, 宇宙・電磁環境研究センター, 助教 (40783105)
牛尾 知雄  大阪大学, 工学研究科, 教授 (50332961)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywordsトータル雷 / 極端気象 / 電波観測 / フェーズドアレーレーダー / 災害監視・予測
Outline of Annual Research Achievements

近年、全地球的な気候変動の影響により、国内外で豪雨や竜巻、ダウンバースト等の極端気象が多数報告されている。被害が甚大である大電荷量を伴う落雷の電荷量の遠隔推定についても低周波電波観測を用いて実施してきた。しかし、極端気象、大電荷量雷を発生する雷雲の特性把握は、発達が時間的に極めて速いた め、現在データが一般公開されている気象レーダー観測における時間分解能では不十分かつ未解明のままである。そこで本研究では、現在日本最高の高時空間分解能を有するフェーズドアレーレーダによる雷雲観測と、雷放電の多周波電波の同時観測により、極端気象や電荷量の大きな雷放電と雷嵐の気象学的特性を導出しその発生機構に迫る。本年度の研究実績としては,昨年度の引き続き,関東地方に展開しているLF帯雷標定ネットワークによる雷の連絡観測を実施した.1年間以上のデータの蓄積に成功し,現在も鋭意解析を実施している.事例解析結果として,複数の極端気象イベントに対して,フェーズドアレーレーダ,XバンドMPレーダデータによる,高時間空間分解能にて降水コアや粒子判別の初期解析に成功した.また,同時にLF帯雷標定ネットワークデータによる3次元雷標定にも成功した.さらに,大電荷量雷を引き起こした雷嵐の3次元レーダデータの解析にも成功し,発生時の雷雲の特性抽出に成功した.今後,より多くの事例の解析を実施予定で,統計的な特性の導出とともに,具体的な予測手法の開発へとつなげていく予定である.

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Spatio-Temporal Distributions of Lightning Stroke Charge Using ELF and Meteorological Data2022

    • Author(s)
      Y. Hobara, T. Ohashi, T. Shiraishi and K. Shiokawa
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th International Conference on Electrical, Control and Computer Engineering InECCE2021

      Volume: * Pages: 329-337

    • DOI

      10.1007/978-981-16-8690-0_30

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatio-Temporal Characteristics of Energetic Lightning in Southeast Asia: Preliminary Statistical Results2022

    • Author(s)
      S. Akama, Y. Hobara, A. Izzani Mohamed, C. Gomes, K. Shiokawa, S.Hirai, H. Kikuchi & M. Stock
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th International Conference on Electrical, Control and Computer Engineering InECCE2021

      Volume: * Pages: 317-327

    • DOI

      10.1007/978-981-16-8690-0_29

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Validation of X-Band Multiparameter Phased-Array Weather Radar by Comparing Data from Doppler Weather Radar with a Parabolic Dish Antenna2021

    • Author(s)
      K. Asai, H. Kikuchi, T. Ushio, and Y. Hobara
    • Journal Title

      Journal of Atmospheric and Oceanic Technology

      Volume: 38 Pages: 1561-1570

    • DOI

      10.1175/JTECH-D-20-0213.1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adaptive Beamforming Using Steering Vector Correction for Phased-Array Weather Radar2021

    • Author(s)
      H. Kikuchi, E. Yoshikawa, T. Ushio, and Y. Hobara
    • Journal Title

      IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1109/JSTARS.2021.3106002

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 複合電波観測を用いた台風に伴う大気圏と電離圏の関連性に関する研究2021

    • Author(s)
      平井 周,芳原 容英,菊池 博史,M. Stock
    • Organizer
      電子情報通信学会EMCJ研究会
  • [Presentation] 気象用二重偏波フェーズドアレイ気象レーダとLF帯雷放電標定装置を用いた夏季積乱雲の観測2021

    • Author(s)
      菊池博史,及川夏依,芳原容英, 中村佳敬,吉川栄一,森本健志,牛尾知雄
    • Organizer
      第100回日本大気電気学会
  • [Presentation] マルチパラメータフェーズドアレイ気象レーダを用いた3次元降水コアトラッキング手法の検討2021

    • Author(s)
      浅井 啓太郎,菊池 博史,芳原 容英,牛尾 知雄
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2021年大会
  • [Presentation] 台風に伴う大規模気象擾乱の電離圏への結合過程に関する研究2021

    • Author(s)
      平井 周,芳原 容英,菊池 博史,M. Stock
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2021年大会
  • [Presentation] LF帯3次元雷放電標定装置と二重偏波フェーズドアレイ気象レーダを用いた夏季積乱雲の観測事例2021

    • Author(s)
      菊池 博史, 亀井 悠平, 中村 佳敬, 吉川 栄一, 森本 健志, 牛尾 知雄, 芳原 容英
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2021年大会
  • [Presentation] 東南アジアにおけるエネルギー別落雷の時空間特性に関する初期解析2021

    • Author(s)
      赤間 俊介, 平井 周, 芳原 容英, 菊池 博史, A. Mohamed, C. Gomes, 塩川 和夫, M. Stock
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2021年大会
  • [Presentation] Global Distributions of Lightning Electrical Properties Obtained from International Space Station2021

    • Author(s)
      Y. Hobara, H. Kikuchi, R. Kitamura, M. Sato, Y. Takahashi, T. Adachi, T. Ushio, and M. Suzuki
    • Organizer
      URSI GASS 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Total Lightning Activity associated with Extreme Meteorological Events in Japan a View from X-band Radar and Meteorological Satellite2021

    • Author(s)
      Y. Hobara, H. Kikuchi, R. Aoyagi and M. Stock
    • Organizer
      URSI GASS 2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Relationship between Atmospheric Electric Fields and Lower Ionospheric Disturbances Associated with Earthquakes2021

    • Author(s)
      Y. Hobara, K. Matsuki, M. Watanabe, H. Kikuchi, and A. Setiwan
    • Organizer
      IAGA- IASPEI 2021 Virtual conference
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-12-28  

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