2019 Fiscal Year Research-status Report
台風等に対する航空機搭載フェーズドアレイ気象レーダによる観測システムの構築
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19K03973
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
高橋 暢宏 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (60425767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 広幸 琉球大学, 理学部, 准教授 (30421879)
牛尾 知雄 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50332961)
金田 幸恵 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (80727628)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 台風 / フェーズドアレイレーダ / 雲物理量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度の計画として、航空機搭載のマルチパラメータ・フェーズドアレイレーダの観測要求およびシステム設計を行うことと、既存の観測（人工衛星搭載レーダおよび地上のマルチパラメータ・フェーズドアレイレーダ）を用いた雲物理量・運動場に関する解析研究を計画している。
観測シミュレーションシステムの構築に用いる台風の3次元データを数値雲モデル（CReSS）を用いて実施した。
台風観測におけるレーダへの要求条件の整理に関して、地上レーダを用いた台風内の風速場を再現する研究を行い航空機搭載レーダのドップラー速観測に対する要求を明らかにした。
これらを要求をもとに、既存の地上のフェーズドアレイ気象レーダの諸元（研究協力者のメーカ情報）および、航空機へのレーダ搭載性（研究協力者の航空機事業者による）から、航空機搭載レーダのアンテナのサイズや走査、送信出力などの性能を定めた。そのレーダの性能を用いて、台風観測による飛行経路と観測可能範囲および感度についての検討を行った。次年度の研究の前倒しして、台風の目を中心とした同心円の飛行パターンを想定して観測シミュレーションを行った。特に、飛行経路（航空機の軌跡）の決定と走査パターンからレーダビームの位置の決定を行うところが、実際の観測実験を想定した観測シミュレーションシステムの基本技術になる。今回は、簡易的な降水システムを想定し、観測シミュレーションで的確に観測できることを確認した。さらに、台風観測において観測性能を保てる観測半径を評価した。
また、台風内の温度構造や降水粒子タイプの分布は台風の発達に重要であることから、人工衛星搭載レーダの観測データを用いて、固体層と液体層を分離する手法を開発した。また、地上設置のマルチパラメータレーダを用いて既存論文に基づく降水粒子タイプの分類手法を評価した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究計画記載のの１）台風観測への要求条件の整理、２）レーダのシステム設計、３）人工衛星搭載レーダによる降水物理量の推定、４）地上設置マルチパラメータフェーズドアレイレーダによる運動場・雲物理量の推定、をほぼ計画どおりに実施した。具体的には、
１）は、主に地上レーダを用いた台風の風速場の推定や、台風の数値シミュレーションによりデータを取得した。た。
２）は、レーダメーカ、航空機事業者の協力を得て、航空機搭載レーダの仕様の第１次案を策定した。
３）は、人工衛星の観測データを用いて降水の固相・液相分離の手法を開発した。
４）は、運動場とともに粒子タイプの分類手法の評価を行った。
このほか、次年度の作業の先取りとして観測シミュレーションシステム構築における基本的なツールを開発した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果は、計画通りに進んできているので、今後も当初計画に沿って進めてゆく。
航空機搭載レーダに関しては、実際の観測を想定した観測シミュレーションを実施した結果を、仕様に反映させる。鍵となるのは、より現実的な観測（シミュレーション）データの構築である。さらに、そのデータから物理量をどの程度推定できるかを評価することが重要になる。その観点から、多くの台風の観測データおよび数値シミュレーションのデータを収集し、そこから物理量を推定する解析研究を重点的に行う。
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| Causes of Carryover |
２年次に航空機観測シミュレーターを製作する計画であるため、２年次の予算と合算して購入する計画である。
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