How Small Floating Insects Can Be Detected with High Resolution Radar - For Watching Flying Harmful Insects
| Project/Area Number |
18K19201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
鷹野 敏明 千葉大学, 大学院工学研究院, 名誉教授 (40183058)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大矢 浩代 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (00241943)
中田 裕之 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30345011)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 浮遊虫 / 高分解能レーダ / ミリ波 / リモートセンシング / 飛来害虫 / 大気現象 / 雲レーダ / 虫採集 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高層の淡い雲の構造解明を主目的に、研究代表者らは高感度高分解能のミリ波レーダ FALCON-I (FMCW Radar for Cloud Observation-I）を開発運用してきた。FALCON-I は空間分解能やドップラー測定の精度が高く大気中に浮遊する昆虫が感度良く観測できることから、この装置を用いてどこまで小さい浮遊物が検出できるか、時間・高度分布、季節変化を解明する手法を創設することが本研究の目的である。
初年度 2018(H30)年度は、9～10月にかけて空中浮遊物を採取する係留気球実験を実施し、FALCON-I で得られたエコーデータとの比較を行った。2019年度はさらに解析を進め、それまでに行った季節の空中浮遊物採集実験の結果と比較を行った。その結果、冬季は浮遊物の空間密度が 春秋の1/5 程度となることなどがわかった。3年目の最終年度 2020年度は、さらに空中浮遊物を採取する実験を予定していたが、コロナウィルス感染拡大の影響でフィールド実験ができず、2021年度に研究を延長した。2021年度は、国内での FALCON-I の観測と共に、北緯78°の北極域であるノルウェースバールバル諸島で運用している同型装置 FALCON-A での観測を行い、気象条件との関連などについて観測解析を行った。その結果、FALCON-A サイトでは夏季の暖かい日においても昆虫などは高度200m を越える大気中には浮遊していないことがわかった。さらに再延長した 2022年度には、FALCON-I の千葉大での定常観測を継続し、全天雲カメラの改良などを行って性能を向上させるとともに他の測器によるデータを合わせて、昆虫の浮遊個体数と気温・風速などの気象条件の相関について総合的な解析を進めた。これらの結果等についてまとめた成果は、順次論文発表や学会での発表を行った。
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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
本課題の初年度であった2018 (H30)年度は、当初予定していた通り、晩夏の空中浮遊物の採集実験を実施した。また、本課題研究の開始以前に行っていた春・秋・冬の季節の空中浮遊物採集の予備実験結果との比較などを進めた。2019 (H31,R1)年度はこれら観測結果についてさらに詳しい解析を行い、大気浮遊物体の空間密度と風速・風向、高度の関係などの比較考察を進めた。さらに視野を拡げ、北極観測基地に設置している同型装置 FALCON-A のデータについても比較解析を試み、北極域では夏期においても空中浮遊物はほとんど存在しないことなどが示唆された。
ここまで順調に研究が進展していたが、3年目の当初予定最終年度の 2020 (R2)年度は、コロナウィルス感染防止の措置により、大学構内の入構制限などで係留気球を揚げての大気浮遊物体採取のフィールド実験ができなかった。そこで、研究期間を 2021年度まで延長し、千葉での FALCON-I の観測継続と共に、北極域に設置した FALCON-A の観測データの蓄積もありその結果も併せて解析・考察を行うことができた。これは、北極域という全く異なった環境と気象条件のもとでの大気浮遊昆虫の比較など、視野を拡げた研究に進展できたといえる。さらにコロナウィルス感染が繰り返したため、2022年度まで研究期間を延長し、千葉大での FALCON-I による大気浮遊物エコー観測のデータを蓄積するとともに、全天カメラほかの気象測器のデータを用いて大気浮遊昆虫の個体数や浮遊時間帯などについて、さらに詳しく気象条件との相関などについて調査することができた。この意味で、コロナウィルス感染の影響で研究期間の延長を余儀なくされたが、一方で新たな観点で研究を進展させることができていることから、「挑戦的研究(萌芽)」としては「(2)おおむね順調に進展している」と考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018(H30), 2019(H31,R1)年度は前述のように晩夏の空中浮遊物の採集実験を実施するとともに、本課題研究の開始前の2017年度までに行った春・秋・冬の季節の空中浮遊物採取の予備実験結果と比較や、地上から上空までの風の様子との比較考察などを進め、前述の結果などを導いた。2020 (R2)年度は、コロナウィルス感染防止の措置により、大学構内の入構制限などで、フィールド実験の準備・実施ができなかった。また、北極基地におけるデータの解析も必要性およびその重要性が増した。研究期間の延長を行った 2021 (R3)年度は、長引くコロナウィルス感染拡大の影響で空中浮遊物の採取実験の実施には至らなかったが、千葉大での FALCON-I での観測と共に、北極域の FALCON-A の観測結果を合わせて、これまでに得られたデータの解析を行い、空中浮遊昆虫の気温・天候との関連などを調べた。さらに 2022(R4)年度は、千葉大での FALCON-I での観測を継続し、質のそろったデータの蓄積をすすめ、全天カメラをはじめとする他の気象測器のデータとの比較を行った。研究期間を再々延長する2023(R5)年度には、ひき続くコロナウィルス感染拡大の影響もあり2022年度までにできなかった、大気浮遊昆虫の採取などの補正実験について行うとともに、引き続き FALCON-I での大気浮遊昆虫の観測を継続し、これまで蓄積したデータを用いて地上および上空での気温・風速・天候と大気浮遊昆虫等の空間密度、その季節・時間変化について総合的に調べ、結果を論文等にまとめ発表する。
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Report
(5 results)
Research Products
(154 results)
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[Journal Article] Atmospheric and ionospheric waves induced by the Hunga eruption on 15 January 2022; Doppler sounding and infrasound2022
Author(s)
Chum, J., T. Sindelarova, P. K. Knizova, K. Podolska, J. Rusz, J. Baae, H. Nakata, K. Hosokawa, M. Danielides, C. Schmidt, L. Knez, J.-Y. Liu, M. G. Molina, M. Fagre, Z. K.-Joseph, H. Ohya, T. Omori, J. Lastovicka, D. O. Buresova, D. Kouba, J. Urbar, V. Truhlik
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Journal Title
Geophysical Journal International
Volume: 233
Issue: 2
Pages: 1429-1443
DOI
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[Journal Article] Studies on Arctic aerosols and clouds during the ArCS project2021
Author(s)
M. Koike, K. Goto-Azuma, Y. Kondo, H. Matsui, T. Mori, N. Moteki, S. Ohata, H. Okamoto, N. Oshima, K. Sato, T. Takano, Y. Tobo, J. Ukita, and A. Yoshida
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Journal Title
Polar Science
Volume: 27
Pages: 1-11
DOI
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[Journal Article] ULF Modulation of Energetic Electron Precipitation Observed by VLF/LF Radio Propagation2020
Author(s)
Miyashita, T., H. Ohya, F. Tsuchiya, A. Hirai, M. Ozaki, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, N. Nishitani, M. Teramoto, Martin Connors, S. G. Shepherd, Y. Kasahara, A. Kumamoto, M. Shoji, I. Shinohara, H. Nakata, and T. Takano
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Journal Title
Radio Science Bulletin
Volume: 3
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[Journal Article] Periodic oscillations in the D region ionosphere after the 2011 Tohoku earthquake using LF standard radio waves2018
Author(s)
Ohya, H., Tsuchiya, F., Takishita, Y., Shinagawa, H., Nozaki, K., and Shiokawa, K
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Journal Title
Journal of Geophysical Research: Space Physics
Volume: 123
Issue: 6
Pages: 1-6
DOI
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[Presentation] Study of cloud effects on atmospheric electric field during lightning activities and snowfall using the 95-GHz cloud radar FALCON-I2019
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Ohya, H., K. Nakamori, M. Kamogawa, T. Suzuki, T. Takano, K. Morotomi, H. Nakata, and K. Shiokawa
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Japan Geoscience Union (JpGU) Meeting 2019, MIS05-10, Chiba (Japan)
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Miyashita, T., H. Ohya, F. Tsuchiya, A. Hirai, M. Ozaki, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, N. Nishitani, M. Teramoto, Martin Connors, S. G. Shepherd, Y. Kasahara, A. Kumamoto, M. Shoji, I. Shinohara, H. Nakata, and T. Takano
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Ohya, H., K. Nakamori, M. Kamogawa, T. Suzuki, T. Takano, K. Morotomi, H. Nakata, and K. Shiokawa
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