Study of relationship between global electric circuit and clouds
| Project/Area Number |
21K03679
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17030:Human geosciences-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
大矢 浩代 千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (00241943)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鷹野 敏明 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 名誉教授 (40183058)
高橋 幸弘 北海道大学, 理学研究院, 教授 (50236329)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 大気電場 / 雷 / 雷雲 / グローバルサーキット / 雲レーダー / 気象 |
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| Outline of Research at the Start |
雷・雷雲等を発電機とする、地表―下部電離圏に形成される地球規模の回路をグローバルサーキットと呼ぶ。その電流は分子イオンによって運ばれており、分子イオンは雲生成に関係しているため、グローバルサーキットが、気候変動に影響する可能性が指摘されている。一方、積乱雲活動と電流の詳細な関係は未だ明らかになっていない。本研究では、世界最高クラスの空間分解能を有するWバンド雲レーダFALCON-Ⅰと、大気電場観測ネットワークを組み合わせた観測システムを構築することで、積乱雲の様相と電流の定量的関係を初めて明らかにし、グローバルサーキットの気候への影響を評価するための基礎的な知見を得ることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題の研究の目的は、Wバンド雲レーダFALCON-Ⅰと、大気電場観測ネットワークを組み合わせた観測システムを構築することで、積乱雲の様相と電流の定量的関係を初めて明らかにし、グローバルサーキットの気候への影響を評価するための基礎的な知見を得ることである。2022年度は、福島県飯舘に大気電場計を新規に設置した。これにより、大気電場計を国内に全部で4台設置し（千葉県千葉市、茨城県龍ヶ崎市、福島県飯舘市、宮城県仙台市）、観測ネットワークを構築することができた。大気電場計、FALCON-I、および雷データを用いて、2022年6月3日の千葉市における雷雨時の大気電場変動について調べたところ、03:00-06:00 UT の大気電場の変動(I)は、630 s 以上の遅い変動が主成分であり、06:00-09:00 UT の変動(II)は、数s～100 s の速い変動が主成分であった。大気電場の変動Iの遅い変化は雷雲の動きによるものであると思われる。大気電場の変動IIの 150-200 s の変化は高度5 km 以下の雲と降水の影響であると思われる。雷データから落雷の距離が近いほど大気電場の変動量が大きくなることがわかった。一方で、大気電場の変動量と雷のピーク電流値との関係性は見られなかった。この結果は、雷雲・雷と地表の大気電場との関連性を示しており、今後、積乱雲とグローバルサーキットの電流を調べるうえで、重要な知見となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初は2021年度から大気電場観測ネットワークを国内に構築する予定だったが、新型コロナのため、国内移動も難しく、観測ネットワークを2022年度に構築することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、雲レーダFALCONと大気電場データとの比較を行い、下記の2点を実施する。
１．地上大気電場と、雲のパラメータ（雲底高度、雲頂高度、雲層厚、雲粒子のドップラ速度、雲量、レーダ反射因子）との関連性の解明
雲レーダFALCON-Ⅰにより、レーダ真上の雲のパラメータ（雲底高度、雲頂高度、雲層厚、雲粒子のドップラ速度、レーダ反射因子）を観測し、全天カメラより雲量および雲底高度を画像解析により推定する。これらの観測と結果の比較により、大気電場と雲の各
パラメータとの関連性を明らかにする。
2. 大気電場は、雷雲、雨雲、雷・雨を伴わない雲により、それぞれどの程度変化するか？
雲の種類により、地上の大気電場がどのように時間変化するか、また雲が移動したときに、どれくらい先まで地上大気電場が影響を受けるのかを、これらの観測機器を使って定量的に明らかにする。
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Report
(2 results)
Research Products
(51 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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[Presentation] 3D Reconstruction of Typhoon and Thunderstorm Cloud Top Using Airborne Camera2021
Author(s)
Algodon, M., Y. Takahashi, M. Sato, H. Kubota, T. Ishida, K. Yamashita, E. C. Castro, G. J. P Perez, J. J. Marciano, J. Matsumoto, J. Hamada, K. Tsuboki, and H. Yamada
Organizer
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Organizer
American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting 2021
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