2021 Fiscal Year Research-status Report
Challenge for short-term prediction of lightning discharge by monitoring charge and discharge of an isolated thundercloud
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21K18795
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| Research Institution | Ashikaga University |
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Principal Investigator |
山下 幸三 足利大学, 工学部, 准教授 (20609911)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 雷雲 / 雷 / 静電界 / フィールドミル / スローアンテナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、雷雲内に生成される電荷(以下、雲内電荷)に伴う地上静電界の多点計測により、雷雲内の電荷量・電荷高度の時間変化と落雷発生の関係性の把握、静電界計測による落雷予測の簡易化を目指すものである。2021年度は(1)雷雲観測用センサー(フィールドミル)および雷観測用センサー(スローアンテナ)の独自開発・製造、(2) 独自開発センサーの多点展開と課題抽出、(3)取得データへ単純な雲内電荷構造を適用した雲内電荷量・電荷高度の定量推定、の３点に取り組んだ。(1)では、センサー独自製造の技術ノウハウの蓄積、適切な観測パラメータの設定・検証に取り組んだ。従来から改良に取り組んできたフィールドミルは安定した雷雲観測が実現できた。本研究課題で新規開発したスローアンテナもデータ取得には成功したが、観測パラメータ設定には複数課題が抽出された。(2)では2021年夏季に独自開発・製造したセンサー2種 (雷雲観測用センサー20機および雷観測用センサー6機)を栃木県足利市周辺域に展開した。約２ヶ月の観測キャンペーンを通じ、本研究課題が観測対象とする空間的に孤立した雷雲の捕捉に２事例ほど成功した。(3)では、単極電荷構造を仮定した上で雷雲に伴う地上静電界の多点データ統合、雷雲内の電荷量・電荷高度の定量推定法を開発した。推定結果を国際会議で発表すると共に、査読付論文としてまとめた。雷雲内に２極電荷構造、３極電荷構造を想定したデータ統合手法の開発、検証にも着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年夏季に観測できた雷雲のうちの１事例は、孤立雷雲に伴う地上静電界を計18地点で同時計測できた。本研究課題の当初計画で取得したいと考えていた観測データの取得には成功した。ただ、観測センサーの感度設定等には課題も抽出された。進捗状況としては概ね順調であるが、継続的なセンサー設計の見直し・改善、2021年の取得データ検証が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
センサー開発およびデータ解析に課題がある。前者では、本研究課題で新規開発した雷観測用センサー(スローアンテナ)に関し、適切な観測パラメータの調整・設定において課題が抽出された。2022年度は観測パラメータを新たに設定した雷観測用センサーを再配備し、2021年の取得データの検証に取り組む。後者では、より現実的な雲内電荷構造モデルをデータに適用し、雷雲内の電荷量・電荷高度の定量推定を検討する予定である。
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