2014 Fiscal Year Research-status Report
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26870733
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| Research Institution | Kinki University |
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Principal Investigator |
森本 健志 近畿大学, 理工学部, 准教授 (60403169)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 雷放電 / 積乱雲 / 気象 / 気象災害 / レーダ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１ 近畿圏を対象とした広域雷観測網BOLTの雷放電標定特性の把握
BOLTによるほぼ1年間の雷観測データから、雷放電標定特性を考察した。既存の雷観測網LLSを用いて、BOLTの補正方向を提案・検証し、雲内放電を含む雷活動の季節依存性を確認した。冬季の雷活動では日本海および太平洋の会場で雷活動が顕著である。
２ 雲内電荷のリモートセンシング
雷放電路を可視化する広帯域ディジタル干渉計と電界変化測定アンテナ、およびLLSを併用した、落雷による中和電荷量推定とVHFパルス放射特性の比較を行った。岐阜県で観測した夏季の雷放電について、中和電荷量が増加するにつれてパルス密度は減少し、雷撃電流値は増加する傾向、およびパルス密度が減少するにつれて雷撃電流値が増加する傾向が認められた。
３ 冬季雷放電の観測
冬季雷放電が多く発生することで知られる日本海沿岸の、新潟県上越地方および富山県魚津市で広帯域ディジタル干渉計による冬季雷観測を実施した。富山では、並行して放送用電波の大気中電波をモニタリングする観測も開始し、高分解能レーダによる観測体制の整備も進め、27年度夏までには観測を開始できる見込みである。新潟では、帰還雷撃後に雲内の電荷の中和を継続する雷放電や、雷撃電流が大きい雷放電の進展様相を観測した。光学観測を行う他機関との協力体制を整え、今後は電波と光学の両方での観測例を増やし、これらを重点的に解析することとする。
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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
大阪、岐阜、新潟、富山において、各種観測装置を併用した雷放電および積乱雲観測体制が順調に整備できた。富山には他機関の協力も得て高時空間分解能レーダの設置が可能となり、平成27年度から観測を開始できる見込みとなった。すなわち、本研究を遂行する基盤となる観測体制は、各地で整いつつあり、有益なデータを得ることが期待できる。先行する岐阜、新潟では初年度より有効なデータを得ることができ、各種装置による観測データを突き合わせて、多角的な解析を行い興味深い性状を認めている。
広域雷観測網BOLTは、観測センサの配置による標定結果の地域差を補正する手法を提案し、LLSや年間の観測データを用いて その検証を行った結果、有効であることが確認できたと考えている。
雷放電による中和電荷量推定は、精度の検証が難しく、中和電荷量とVHFパルス放射の相関関係も明確にはなっていないが、引き続き検討を行う手がかりは得たものと考えている。今後、データを蓄積して統計的な検討を目指すと共に、電荷量だけではなく、雲内の電荷分布推定に取り組んで行く。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に整備を進めた各地の観測を、安定的に継続して実施して行く。夏季、冬季の両方でレーダによる超高分解能型気象レーダによる積乱雲の観測と、電磁波と光学を併用した雷放電観測データを集め、相補的な解析を行い、まずは現象の詳細な理解を行う。関連研究者とのセミナーを開き、議論を重ねて理解を深める。富山では、当初の計画以上に強力な観測体制を実現することができるので、気象状況に応じた強化観測を実施する。
雲内電荷のリモートセンシングは、従来行われている落雷による中和電荷量推定から、広帯域ディジタル干渉計で雷放電路が得られることを活かした、雷放電に寄与した雲内電荷分布とその量を推定する手法の確立を目指す。すなわち、複数地点で対地雷撃による電界変化を計測し、その取得波形から大地と垂直な放電路を仮定した電磁界解析によって放電源（＝落雷位置）と中和電荷量を推定する従来の手法を、垂直に限らない放電路に拡張した中和電荷量推定を行う。放電路に雲内の電荷量を充電しながらリーダ進展し、異極性の電荷領域に到達した際にそれまでの放電路に充電されたものと等しい電荷量を中和するモデルを仮定し、その際に生じる電界変化を解析的に求め、雷放電位置と観測点の距離を補正することで電荷量を推定する。この手法により、雲内放電による中和電荷量、つまり放電に寄与した雲内の電荷分布のリモートセンシングを行おうとしている。初年度に明確な関係を得ることができなかった、従来の中和電荷量推定結果と、VHF放射特性の比較は、光学観測データを加えて、視覚的に性状が理解しやすい事例を重点的に解析することで、打開を試みる。高分解能レーダによる降水粒子分布に関する情報と合わせると、放電開始以前に電荷が存在した領域と、放電に関わった電荷分布に対する情が得られることになり、本研究テーマである「積乱雲エネルギー」を求めることにつながる。
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