• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

超小型衛星による高解像度立体撮影と雷放電観測に基づく台風の超高精度監視・予測

研究課題

研究課題/領域番号 21K18177
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金
審査区分 中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

高橋 幸弘  北海道大学, 理学研究院, 教授 (50236329)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円)
2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード台風 / 3D観測 / 超小型衛星 / 雷放電 / 地上観測 / 水蒸気 / 立体構造
研究開始時の研究の概要

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。

研究実績の概要

本研究では、超小型衛星と雷放電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現する手段に見通しをつけることを目的としている。2023年度は、50kg級超小型衛星DIWATA-2を運用して、7月から10月までにのべ計13日のオンディマンド運用のキャンペーン観測を実施し、そのうち台風は3個について合計9日にわたって観測を行った。また2021年の台風16号について4日間にわたってほぼ連続して中心部の3D形状を推定することに成功した。 8月には、東京において雲の地上-衛星同時観測と水蒸気観測を実施した。2022年度の南極昭和基地で恒星を分光観測したデータを解析に基づき、衛星を用いた水蒸気のカラム量の試験観測を実施、解析を行った。雷放電を用いた研究としては、2018年から2020年にかけて発生した台風から36事例を選出し,大気再解析データを用いて台風周辺部から台風の壁雲に向かう風速と,台風壁雲に達する到達時間に関する経験式を導出した。さらに,台風中心から半径500kmの範囲で発生した雷の数を,雷発生位置と到達時間に応じて未来の時間に再配分することで,雷数から台風強度(中心気圧と最大風速)の発達曲線を直前予測する手法を開発した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

衛星による雲の3D観測を順調に実施し、データを蓄積している。これまでに取得されたデータの解析から、台風中心部の日毎の幾何学的構造変化をとらえることに世界で初めて成功した。海上の水蒸気量の衛星観測はこれまでは主にマイクロ波で行われてきたが、それが比較的単純な光学観測で可能なことを示した。このことは、今後安価な衛星による水蒸気の多点観測で、現在困難とされる台風や線状降水帯の発生予測を行うことに道を開いたと考えている。また台風内で発生する雷の観測から、台風の発生と定量的強度予測の端緒を掴んでいる。

今後の研究の推進方策

引き続き、超小型衛星による台風および関連気象現象のオンディマンド観測とその解析を継続して、データの蓄積を進め、その3D解析などを進める。台風の中心構造と気圧などの関係を定量的に明らかにする。2023年度に開発した、衛星光学観測に基づいた海上の水蒸気分布推定手法の検証、改良を進める。雷を用いた台風強度推定手法については、よりリードタイムの長い(1-2日)を実現すべく、解析方法の改良を行う。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 審査結果の所見   実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 22件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] DOST-ASTI/Univ. Philippines, Diliman/PhilSA(フィリピン)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] DOST-ASTI/Univ. Philippines, Diliman/PhilSA(フィリピン)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Short-Term Prediction Method for Typhoon Intensity Changes Using Lightning Data2023

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Y. Takahashi, and H. Kubota
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between lightning activity and heavy rainfall in Manila in the Philippines2023

    • 著者名/発表者名
      Kubota, H., Y. Takahashi, and M. Sato, G. V. C. Lopez, Y. Yamanouchi, and A. Fukaya
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lightning observation in the Philippine Sea and its influence of tropical cyclones2023

    • 著者名/発表者名
      Kubota, H., Y. Takahashi, and M. Sato
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Short-Term Prediction of Typhoon Intensity Development Using Lightning Data2023

    • 著者名/発表者名
      Sato, M., Y. Takahashi, and H. Kubota
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of lightning strike location using infrasound sensors in the Philippines2023

    • 著者名/発表者名
      Miyajima, H., H. Kubota, Y. Takahashi, M. Sato, and . S. Yui
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Stereo-photogrammetry of Typhoon Maysak Using Diwata-2 Microsatellite2023

    • 著者名/発表者名
      Algodon, M. R. L., Y. Takahashi, M. Sato, H. Kubota, S. Muta, M. Medrano
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Machine Learning Prediction of Precipitation in Metro Manila, Philippines2023

    • 著者名/発表者名
      Noda, A., M. Sato, Y. Takahashi, and H. Kubota
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 地球大気の吸収スペクトルから推定する南極域の水蒸気カラム量2023

    • 著者名/発表者名
      杉山玄己, 高橋幸弘, 高木聖子, 久保田尚之, 佐藤光輝
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Extreme weather monitoring with lightning network and micro-satellites in SE Asia and Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, Y.
    • 学会等名
      THE INTERNATIONAL WORKSHOP ON CLIMATE, WATER, LAND, AND LIFE IN MONSOON ASIA
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A constellation of micro-satellite for the earth, space, and planetary observation with advanced sensors and operation2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, Y.
    • 学会等名
      JpGU 2022 Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] リモートセンシングでさぐる人間活動と自然環境の関係2022

    • 著者名/発表者名
      高橋幸弘
    • 学会等名
      JpGU 2022 Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Extreme weather monitoring system using microsatellite and ground observation network in Asia2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, Y., Sato, M., Meryl Regine Algodon, and H. Kubota
    • 学会等名
      JpGU 2022 Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Toward construction of on-demand network for micro-satellite constellation,2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, Y.
    • 学会等名
      JpGU 2022 Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] CONTRIBUTION OF ADVANCED REMOTE SENSING WITH MICRO-SATELLITE TO EARTH OBSERVATION2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, Y
    • 学会等名
      IGARSS 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lightning Activities in Typhoon Clouds and Their Relation to the Typhoon Intensity Development2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, Y., Sato, M., Meryl Regine Algodon, and H. Kubota
    • 学会等名
      AOGS 2022 Virtual,
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quasi-real time monitoring of lightning and weather in the Philippines and western north Pacific for the severe weather intensity prediction2021

    • 著者名/発表者名
      Sato, M. (Hokkaido U.), Y. Takahashi (Hokkaido U.), H. Kubota (Hokkaido U.), A. Noda (Hokkaido U.), J. Hamada (Tokyo Metropolitan U.), and G. V. C. Lopez (ASTI)
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lightning activity in western north Pacific measured by the V-POTEKA network and its relation to typhoon intensity2021

    • 著者名/発表者名
      Sato, M. (Hokkaido U.), Y. Takahashi (Hokkaido U.), H. Kubota (Hokkaido U.), and G. V. C. Lopez (ASTI)
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relation between lightning activities measured by the V-POTEKA network and typhoon intensity development2021

    • 著者名/発表者名
      Sato, M. (Hokkaido U.), Y. Takahashi (Hokkaido U.), H. Kubota (Hokkaido U.), and G. V. C. Lopez (ASTI)
    • 学会等名
      SGEPSS Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Relation between intensity development of western north Pacific typhoons and lightning activities2021

    • 著者名/発表者名
      Sato, M. (Hokkaido U.), Y. Takahashi (Hokkaido U.), H. Kubota (Hokkaido U.), and G. V. C. Lopez (ASTI)
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Reconstruction of Typhoon and Thunderstorm Cloud Top Using Airborne Camera2021

    • 著者名/発表者名
      Meryl Algodon(Hokkaido U.), Yukihiro Takahashi(Hokkaido U.), Mitsuteru Sato(Hokkaido U.), Hisayuki Kubota(Hokkaido U.), et al.
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scope and progress of ULAT/SATREPS project for extreme weather monitoring in Asia2021

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Takahashi (Hokkido U.), Mitsuteru Sato(Hokkido U.), Hisayuki Kubota(Hokkido U.), et al.
    • 学会等名
      SGEPSS Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Coordinated observation system for extreme weathers consisting of AWS network with lightning sensor and micro-satellites2021

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Takahashi (Hokkido U.), Mitsuteru Sato(Hokkido U.), Hisayuki Kubota(Hokkido U.), et al.
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extreme weather monitoring based on coordinated observation system consisting of ground networks and micro-satellites2021

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Takahashi (Hokkido U.), Mitsuteru Sato(Hokkido U.), Hisayuki Kubota(Hokkido U.), et al.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Reconstruction of Tropical Cyclone Trami (2018) eye and eyewall clouds observed by Airborne Camera2021

    • 著者名/発表者名
      Meryl Algodon(Hokkaido U.), Yukihiro Takahashi(Hokkaido U.), Mitsuteru Sato(Hokkaido U.), Hisayuki Kubota(Hokkaido U.), et al.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lightning bursts observed in the tropical cyclone during the genesis over the western north Pacific2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota, H. (Hokkaido U.) , Y. Takahashi (Hokkaido U.), M. Sato (Hokkaido U.)
    • 学会等名
      European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lightning bursts observed during the tropical cyclone genesis over the Philippine Sea2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota, H. (Hokkaido U.), Y. Takahashi (Hokkaido U.), and M. Sato (Hokkaido U.)
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union (JpGU) Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 台風発生時に観測された活発な雷活動2021

    • 著者名/発表者名
      久保田尚之 (北海道大学), 高橋幸弘(北海道大学), 佐藤光輝(北海道大学)
    • 学会等名
      日本気象学会 2021年春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 超小型衛星と雷放電・気象観測網によるアジア域観測システムの展開2021

    • 著者名/発表者名
      久保田尚之 (北海道大学), 高橋幸弘 (北海道大学), 佐藤光輝 (北海道大学)
    • 学会等名
      日本気象学会 2021年春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Lightning Bursts Observed During the Tropical Cyclone Genesis Associated with Active Cumulonimbus2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota, H.(Hokkaido U.), Y. Takahashi(Hokkaido U.), and M. Sato(Hokkaido U.)
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Active lightnings during the tropical cyclone genesis over the Philippine Sea2021

    • 著者名/発表者名
      Kubota, H.(Hokkaido U.), Y. Takahashi(Hokkaido U.), and M. Sato, (Hokkaido U.)
    • 学会等名
      American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi