アクティブマイクロ波システムによる積雪内部構造の研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63460041
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 藤野 和夫 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50001649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 勝裕 北海道工業大学, 応用電子工学科, 教授 (10048035) ; 児玉 裕二 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (70186708) ; 河村 俊行 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (50091434) ; 秋田谷 英次 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (20001654)
• Keywords: 積雪内部構造 / FMーCWレ-ダ- / アクティブリモ-トセンシング / 地中探査レ-ダ- / 広域積雪探査 / 積雪 マイクロ波特性

Research Abstract

電磁波を用いた地中レ-ダ-が開発され、在来方法では検知不可能であった情報の獲得が可能となった。しかし、積雪のように構造要素が複雑なものでは、解析結果に曖昧性が含まれるのは、避けられない。本研究で開発した、マイクロ波FMーCW方式(周波数変調連続波)レ-ダ-は、積雪の内部構造を層位、密度、粒度、含水率等の積雪の基本要素と積雪内部から反射されるマイクロ波信号との相互関係を用いて明らかにすることを可能にした。更に、広域の積雪状態をより高精度で把握し、衛星、航空機等のリモ-トセンシング情報と併用し、水資源、雪崩、融雪洪水の予測等に役立つことが明らかとなった。
自作システムを用いた室内実験及び野外実験は支障なく進展し、又、同システムを可搬型に改造する作業も順調に進展した。既存システムにより得られた積雪内部境界面からの反射強度の時間変化から、それの形成過程、圧密過程が明らかとなった。特に、新雪の層形成過程が、FMーCWレ-ダ-によって詳細、かつ、明確に捕らえることが出来たことは、大きな成果であると考える。これは、積雪の誘電率が密度の関数であるために、断続的に起こる降雪によって形成された新雪層が、自身の重さで圧密され密度が増加し、誘電率が増加する。その結果、その下の層との境界面の反射係数が変化するためにレ-ダ-によって検知されるためである。この様な積雪内部での微細な変化を、非撹乱状態で観察する方法は、これまでは不可能であった。しかし、分解能の高いFMCW方式のレ-ダ-により、それが可能となったことは、今後、色々な分野での利用、特に、災害の予知等えの利用が考えられ、大きな成果が期待される。
それらの結果は、日本雪氷学会及び日本電気通信学会、国際リモ-トセンシング学会等で発表された。

Research Products

• [Publications] 藤野 和夫、河村 俊行、鈴木 勝裕他: "Microwave Remote Sensing by MOSー1" Proceeding of IGARRS'90. II. 1145-1148 (1990)
• [Publications] 佐々木 正巳、藤野 和夫、鈴木 勝裕他: "Observation of Internal Structure of Snowpack by Microwave Radar Image" Proceeding of IGARRS'90. II. 1137-1140 (1990)
• [Publications] 鈴木 勝裕、藤野 和夫、佐々木 正巳他: "Remote Sensing of Snowpack by MSR" Proceeding of URSI,Comm.F. (1990)
• [Publications] 鈴木 勝裕、佐々木 正巳、藤野 和夫他: "Stratigraphic Images of Snowpack Obtained by FMーCW Microwave System" Proceeding of ISAP'89. 4. 1045-1048 (1989)