2023 Fiscal Year Annual Research Report
巨大電流・エネルギーを持つ冬季落雷のメカニズムの解明と予知
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21K03681
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
ウ ティン 岐阜大学, 工学部, 准教授 (50789774)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 冬季雷 / 巨大落雷 / 強帰還雷撃 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主な目的は冬季の日本海沿岸にしばしば発生する大きな電流やエネルギを持つ巨大落雷の物理機構を解明することである。三年間の研究を通して、広範囲のFALMA観測システムを構築し、多くの巨大落雷の観測に成功したうえで、負極性と正極性巨大落雷の両方を詳しく解析し、様々な特徴を明らかにした。また、機械学習の手法を用いて落雷の高精度自動識別方法を確立し、大規模な統計解析もできるようにした。そして、本年度は機械学習の手法を用いて、冬季と夏季両方の落雷を解析し、冬季と夏季の巨大落雷の違いを判明した。本研究は主に以下の成果をあげた。
（１）負極性巨大落雷について、ピーク電流値が150kA以上の非常に強い負極性雷撃の電界変化波形は普通の雷撃の波形と違うことを初めて判明した。波形が特殊であるため、強い負極性雷撃は大きな被害をもたらす可能性が高いにもかかわらず、その存在は今まで知られてなかった。
（２）正極性巨大落雷について、負極性巨大落雷より発生頻度が高く、ピーク電流値が全体的にもっと強いであることを判明した。また、負極性巨大落雷は陸地に多く発生する傾向があるが、正極性巨大落雷は海に多く発生する傾向が分かった。
（３）機械学習の落雷判別手法について、Random Forest及びCNN画像認識の二つ方法に基づいて高精度の落雷識別手法の開発に成功した。
（４）冬季と夏季の巨大落雷の比較について、冬季の落雷の頻度は夏季よりずっと低いにもかかわらず、ピーク電流値が非常に大きい巨大落雷の殆どは冬季に発生することを判明した。また、負極性落雷は一般的に複数の雷撃を含むが、冬季の負極性巨大落雷の殆どは一つの雷撃しか含まないことも分かった。
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