積乱雲内電荷構造の変動観測とモデル化

• 研究課題/領域番号: 22340138
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 牛尾 知雄 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50332961)
• 研究分担者: 吉田 智 気象庁気象研究所, 研究官 (00571564) ; 森本 健志 近畿大学, 准教授 (60403169) ; 中村 佳敬 神戸高専, 講師 (70609817) ; 河崎 善一郎 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (60126852) ; 佐藤 光輝 北海道大学, 講師 (50312541)
• 連携研究者: 今井 克之 住友電気工業
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2011年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2010年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 雷放電 / レーダ / 積乱雲 / 気象レーダ

研究概要

本研究では，雷放電に伴うLF帯広帯域電磁波を多地点のセンサーによって観測し，到達時間差法を用いて3次元標定を行うシステムおよびレーダネットワークシステムを構築し，観測を実施，そして雷放電に寄与する電荷構造の推定と知見を得ることを目的としている。その結果，観測システムの構築を行い，観測およびデータの取得に成功した。得られたデータの解析の結果，積乱雲の3重極構造を推定することに成功し，レーダ反射因子との対応関係を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] 多地点LF 帯センサによる雷放電リーダの三次元標定とレーダ反射因子との比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田智, Ting Wu, 牛尾知雄, 高柳裕次
  • 雑誌名: IEEJ 巻: Vol.134, No.4 ページ: 188-196
  • NAID: 130003391558
• [雑誌論文] Raindrop Size Distribution (DSD) Retrieval for X-Band Dual-Polarization Radar (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, E., V. Chandrasekar, T. Ushio
  • 雑誌名: J. Atmos. Oceanic Technol 巻: Vol.31 号: 2 ページ: 387-403
  • DOI: 10.1175/jtech-d-12-00248.1
• [雑誌論文] Altitude of Occurring Preliminary Breakdown Followed by Lightning Discharges and Charge Structure in a Thunderstorm (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawachi, T., S. Yoshida, T. Wu, T. Ushio, and K. Kusunoki
  • 雑誌名: J. Atmos. Electr 巻: Vol.34, No.1 ページ: 55-68
  • NAID: 130004848853
• [雑誌論文] Large bipolar lightning discharge events in winter thunderstorm in Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Wu, T., S. Yoshida, T. Ushio, Z-I. Kawasaki, Y. Takayanagi, and D. Wang
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. Atmos 巻: 119 号: 2 ページ: 555-566
  • DOI: 10.1002/2013jd020369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolated large bipolar pulse (ILBP) produced by lightning discharge in winter thunderstorm (2013)
  • 著者名/発表者名: Wu, T., Yuji Takayanagi, Tsuyoshi Funaki, Satoru Yoshida, Tomoo Ushio, Zen-Ichiro Kawasaki, Takeshi Morimoto, Yoshitaka Nakamura
  • 雑誌名: IEEJ 巻: Vol.133, No.9 ページ: 451-457
  • NAID: 10031193685
• [雑誌論文] Preliminary breakdown pulses of cloud-to-ground lightning in winter thunderstorms in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Wu, T., Yuji Takayanagi, Tsuyoshi Funaki, Satoru Yoshida, Tomoo Ushio, Zen-Ichiro Kawasaki, Takeshi Morimoto, Masahito Shimizu
  • 雑誌名: J. Atmos. Solar-Terr. Phys 巻: 102 ページ: 91-98
• [雑誌論文] Spatial relationship between lightning narrow bipolar events and parent thunderstorms as revealed by phased array radar (2013)
  • 著者名/発表者名: Wu, T.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 40 号: 3 ページ: 618-623
  • DOI: 10.1002/grl.50112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proposal and Performance Evaluation of a Hybrid BPSK-Modified MPPM Technique for Optical Fiber Communications Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Selmy, H. M. H. Shalaby, and Z.-I.Kawasaki
  • 雑誌名: Jounal of Lightwave Tcchnology 巻: Vol. 31 ページ: 3535-3545
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upward lightning observed by LF broadband interferometer (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takayanagi, M. Akita, Y. Nakamura, S. Yoshida, T. Morimoto, T. Ushio, Zen Kawasaki, D. Wang, N. Takagi, H. Sakurano, Y. Kubouchi
  • 雑誌名: IEEJ 巻: 133/ 3, ページ: 132-141
  • NAID: 10031155316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial relationship between lightning narrow bipolar events and parent thunderstorms as revealed by phased array radar (2013)
  • 著者名/発表者名: Wu, T., Y. Takayanagi, S. Yoshida, T. Funaki, T. Ushio, and Z. Kawasaki (2013)
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: Vol. 40 ページ: 618-623
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual-Directional Radar Observation for Performance Evaluation of the Ku-band Broadband Radar Network (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, E., T. Ushio, Z-I. Kawasaki, and V. Chandrasekar
  • 雑誌名: J. Atmos. Oceanic Technol 巻: Vol.29, No.12 ページ: 1757-1768
• [雑誌論文] Estimation for Charge Distributions related with Individual Lightning Discharges using VHF Broadband Digital Interferometer (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Akita, Z. Kawasaki, S. Yoshida, T. Morimoto, T. Ushio
  • 雑誌名: J. Atmos. Electr 巻: Vol.32, No.2 ページ: 56-63
• [雑誌論文] Dual-Directional Radar Observation for Performance Evaluation of the Ku-band Broadband Radar Network (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, E., T. Ushio, Z-I. Kawasaki, and V. Chandrasekar
  • 雑誌名: J. Atmos. Ocea. Tech 巻: Vol. 29 ページ: 1757-1768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discharge height of lightning narrow bipolar events (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Wu
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 117 号: D5 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1029/2011jd017054
  • 査読あり
• [雑誌論文] VLF/LF 帯広帯域干渉計の開発と初期観測結果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高柳裕次, 秋田学, 中村佳敬, 吉田智, 森本健志, 牛尾知雄, 河崎善一郎, 山本賢司
  • 雑誌名: IEEJ. Trans 巻: Vol.131, No.9 ページ: 716-722
  • NAID: 10030522826
• [雑誌論文] VLF/LF帯広帯域干渉計の開発と初期観測結果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高柳, 他
  • 雑誌名: IEEJ 巻: 131 ページ: 716-722
  • 査読あり
• [雑誌論文] Propagation characteristics of lightning stepped leaders developing in charge regions and descending out of charge regions (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, et al
  • 雑誌名: Atmos.Res. 巻: 106 ページ: 86-92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical structure of raindrop size distribution in lower atmospheric boundary layer (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, et al.
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 巻: 37 ページ: 4-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lightning Channels of Cloud-to-ground Flashes Neutralizing Multiple Charge Regions inside Winter Thunderstorms (2010)
  • 著者名/発表者名: Akita, et al.
  • 雑誌名: IEEJ 巻: Vol.130-A ページ: 467-472
  • 査読あり
• [雑誌論文] VHF波帯広帯域干渉計で観測された夏季正極性落雷の特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村佳敬, 他
  • 雑誌名: 電気学会 巻: 130-A ページ: 377-386
  • NAID: 10026225717
  • 査読あり
• [学会発表] Preliminary breakdown pulses located by Broadband Observation network for Lightning and Thunderstorm (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida S., T. Wu,T. Ushio
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco USA(AE13B-0350)
• [学会発表] A Bayesian approach for precipitation attenuation correction with a Ku-band Broad Band Radar network (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimamura S., E. Yoshikawa, S. Yoshida, T. Ushio and K. Imai
  • 学会等名: 36th Conference and Radar Meteorology
  • 発表場所: Breckenridge CO USA(144)
• [学会発表] Integrated Velocity Retrieval on Radar Network Environment (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, E., N. Matayoshi, T. Ushio and V. Chandrasekar
  • 学会等名: 36th Conference and Radar Meteorology
  • 発表場所: Breckenridge CO USA(127)
• [学会発表] LF 帯センサを用いたPreliminary Breakdownの統計的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河内駿迪、Wu Ting、吉田 智、牛尾知雄
  • 学会等名: 平成25年電気学会全国大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] フェーズドアレイレーダで観測された積乱雲の発達過程と電荷領域の関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田智、Wu Ting、牛尾知雄、河崎善一郎、高柳裕次(日立)
  • 学会等名: 日本大気電気学会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] Large bipolar pulses produced by lightning discharges in winter (2013)
  • 著者名/発表者名: Ting Wu、 Yuji Takayanagi(Hitachi corporation)、 Satoru Yoshida、 Tomoo Ushio、 Zen Kawasaki(Osaka University)
  • 学会等名: 日本大気電気学会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] 積乱雲と雷放電の高分解能観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牛尾知雄、嶋村重治、菊池博史 他
  • 学会等名: JpGU Meeting 2013
  • 発表場所: 千葉
• [学会発表] フェーズドアレイレーダで観測された対流セルの発達過程と雷放電標定点の関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田 智、高柳裕次、Wu Ting、牛尾知雄、河崎善一郎
  • 学会等名: 日本気象学会2013
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Location of lightning narrow bipolar events relative to thundercloud as revealed by phased array radar (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Wu、Y. Takayanagi、T. Funaki、S. Yoshida、T. Ushio、Z. Kawasaki（大阪大)
  • 学会等名: 日本大気電気学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 2011年冬季に観測された広範囲の正電荷を中和する雷放電の進展様相 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田上雄太、木田余高博、森本健志（近畿大）、中村佳敬（神戸高専）、清水雅仁（中部電力）、河崎善一郎（大阪大)
  • 学会等名: 日本大気電気学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] VHF広帯域干渉計およびLLSによる多重落雷の観測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木田余高博、田上雄太、森本健志（近畿大）、中村佳敬（神戸高専）、清水雅仁（中部電力）、河崎善一郎（大阪大)
  • 学会等名: 日本大気電気学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Microwave Remote Sensing in EJUST, now and future (2012)
  • 著者名/発表者名: Ushio
  • 学会等名: Japan-Egypt Conference on Electronics, Communications and Computers, Key note speech
  • 発表場所: Alexandria, Egypt
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] Development and observation of the radar network with high resolution (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomo Ushio, Eiichi Yoshikawa, Zen Kawasaki, and Satoru Yoshida
  • 学会等名: SPIE Asia-Pacific Remote Sensing
  • 発表場所: Kyoto Japan(8523-66)
• [学会発表] Latest Observation Results of the Ku-band Broadband Radar (BBR) Network Project (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoo Ushio, Eiichi Yoshikawa, Shigeharu Shimamura, Zen Kawasaki, Naoki Matayoshi
  • 学会等名: IEEE Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS)
  • 発表場所: Munich, Germany(3075)
• [学会発表] Development and Observation of the Ku-band Broadband Radar (BBR) Network (2012)
  • 著者名/発表者名: Ushio, T., E. Yoshikawa, S. Shimamura, and Z-I. Kawasaki
  • 学会等名: European Radar Conference (ERAD) 2012
  • 発表場所: Toulouse, France( 141CR)
• [学会発表] Development and Observation of the Ku-band Broadband Radar(BBR) Network (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Ushio, E.Yoshikawa, S.Shimamura, Z.Kawasaki
  • 学会等名: The 7th European Conference on radar in Meteorology and Hydrology
  • 発表場所: Toulouse
• [学会発表] 気象レーダネットワーク (2011)
  • 著者名/発表者名: 牛尾知雄
  • 学会等名: 電子情報通信学会・光通信システム研究専門委員会・光通信システムシンポジウム
  • 発表場所: 三島・東レ総合研修センター(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] Rainfall Observation of the Ku-band Broadband Radar Network in Osaka, Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, E., T. Mega, S. Yoshida, T. Morimoto, T. Ushio, and Z-I. Kawasaki
  • 学会等名: 35th Conference on Radar Meteorology
  • 発表場所: Pittsburgh PA USA(190)
• [学会発表] Spatial Resolution of Meteorological Radar Network Consisting of High Range and Temporal Resolution Radars (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, E., T. Mega, S. Yoshida, T. Morimoto, T. Ushio, and Z-I. Kawasaki
  • 学会等名: 35th Conference on Radar Meteorology
  • 発表場所: Pittsburgh PA USA(175)
• [学会発表] Monitoring and prediction of torrential rainfall for extreme weather resident cities (2011)
  • 著者名/発表者名: Maki, M., R. Misumi, S. I. Suzuki, T. Maesaka, A. Kato, T. Kayahara, S. Shimizu, T. Wakatuski, Y. Syusse, K. Hirano, T. Nakatani, K. Iwanami, N. Sakurai, D. S. Kim, M. Ishihara, T. Kobayashi, A. Adachi, O. Suzuki, H. Yamauchi, H. Nakamura, A. Hattori, S. Tuchita, T. Kato, A. Yamaji, Y. Murayama, T. Yoshiwara, Y. Fujiyoshi, Y. Suzuki, T. Ushio, K. Sunada, T. Yamada, H. Nakamori, F. Kobayashi, H. Yokoyama, H. Hiraguchi, S. Kawada, M. Yoshii, A. Togari, M. Goto, K. Otsuka, M. Wada, D. I. Lee, and C. V. Chandrasekar
  • 学会等名: 35th Conference on Radar Meteorology
  • 発表場所: Pittsburgh PA USA(148)
• [学会発表] Development of the broadband radar network with high resolution (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ushio, E. Yoshikawa, N. Wakayama, S. Shimamura, S. Yoshida, T. Morimoto1, Z. Kawasaki1
  • 学会等名: The XXXth URSI General Assembly
  • 発表場所: Istanbul
  • 招待講演
• [学会発表] A VHF broadband interferometer for lightning observation (2011)
  • 著者名/発表者名: Ushio, et al
  • 学会等名: The XXXth URSI General Assembly
  • 発表場所: Istanbul, Turkey(招待講演)
• [学会発表] Relationships between the Lightning Leader Progression Characteristics and Local Charge Structures in Thunderclouds (2010)
  • 著者名/発表者名: Akita, et al.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] Discharge height of lightning narrow bipolar events and new observation with phased array radar
  • 著者名/発表者名: Wu, T., T. Funaki, S. Yoshida, T. Morimoto, T. Ushio, and Z-I. Kawasaki
  • 学会等名: AGU fall meeting
• [学会発表] LF 帯広域干渉計によるリーダパルスの標定
  • 著者名/発表者名: 高柳 吉田, 森本 牛尾, 河崎 中村
  • 学会等名: 日本大気電気学会第87回
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] 気象用Ku 帯広帯域レーダネットワークの初期観測結果
  • 著者名/発表者名: 吉川 木田, 吉田 森本, 牛尾 河崎
  • 学会等名: 平成23年電気学会全国大会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 気象災害の軽減を目指した高速高分解能レーダ
  • 著者名/発表者名: 牛尾知雄
  • 学会等名: IEEE MTT-S Kansai Chapter「社会安全のためのレーダ・センシング技術」ワークショップ
  • 発表場所: 関西大学
  • 招待講演
• [学会発表] 高分解能レーダの開発
  • 著者名/発表者名: 牛尾知雄
  • 学会等名: 電気四学会関西支部「准員および学生員のための講演会」
  • 発表場所: 大阪電気通信大学
  • 招待講演
• [学会発表] 雷放電と積乱雲の高分解能観測技術とその科学
  • 著者名/発表者名: 牛尾知雄
  • 学会等名: 第289回電気材料技術懇談会
  • 発表場所: 中央電気倶楽部
  • 招待講演
• [学会発表] Development and Observation of the Radar Network with High Resolution
  • 著者名/発表者名: 牛尾知雄
  • 学会等名: International Symposium on Monitoring and Prediction of Earth’s Environment by Using Electromagnetic Methods
  • 発表場所: The University of Electro-Communications
  • 招待講演