| Project/Area Number |
21K18177
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 光輝 北海道大学, 理学研究院, 教授 (50312541)
久保田 尚之 北海道大学, 理学研究院, 特任准教授 (40359211)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥24,960,000 (Direct Cost: ¥19,200,000、Indirect Cost: ¥5,760,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
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| Keywords | 超小型衛星 / 雷放電 / 水蒸気 / 地上観測 / 台風 / 3D観測 / 立体構造 |
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| Outline of Research at the Start |
台風は多大な被害をもたらし、複合災害における最大の懸念材料の一つでもあり、精度の高い観測と予測を世界が望んでいる。現状では、台風強度推定は衛星写真から得られる雲パターンとの照合に頼っており、十分な精度で台風の動向を把握できず、10年以上にわたって大きな改善が見られない。その一因は、直接観測にかかるコストや労力の大きさや技術的困難、また、台風強度に影響する海水面温度や海上風速を広域で観測する手段がないことにある。本研究では、超小型衛星と雷放電観測網を組み合わせた、これまでに例のない超高精度の台風監視と予測を行うための観測システムを低コストで実用化する手段に見通しをつける。
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| Outline of Final Research Achievements |
We conducted on-demand operations of micro-satellites and performed stereo imaging observations from multiple angles to create 3D models of clouds. During the project period, we conducted a total of 68 observations of 17 typhoons. By analyzing these data, we successfully captured the three-dimensional structure of eye-wall clouds of the same typhoon on a daily basis. Additionally, by installing multiple cameras on the ground, we demonstrated the ability to estimate the detailed three-dimensional structure of cloud sides. Furthermore, we established a new method for water vapor observation using ground-based and satellite-mounted spectral sensors. By utilizing a lightning discharge observation network deployed across Japan and Southeast Asia, we gained insights into the prediction of typhoon formation and development, as well as the forecasting of linear precipitation zones, and made progress in understanding the development of individual thunderstorms and heavy rainfall.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
超小型衛星を用いた、台風中心部の超高精度3D観測の連続観測が超小型衛星1基で可能であることを実証し、さらに同様の手法が地上カメラの観測でも可能であることを示し、そのアイデアに基づいた地上観測網構築が科研費基盤Bとして新たに採択された。これらの成果により、従来手法の1/100程度のコストで、これまで達成されていなかった台風強度を力学的根拠に基づいて推定することに道を開き、監視及び予測精度向上の可能性を示すことができた。また台風や線状降水帯の発生予測に貢献する、新たな水蒸気の観測手法を確立した。雷放電観測から、台風や線状降水帯の発生・発達予測にも可能性を見出した。
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