マイクロ波による地球環境計測のための基礎研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01646013
• 研究機関: 宇宙科学研究所
• 研究代表者: 広沢 春任 宇宙科学研究所, 教授 (50013644)
• 研究分担者: 小野 延雄 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (40001648) ; 光易 恒 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (30038533) ; 江淵 直人 東北大学, 理学部, 助手 (10203655) ; 鳥羽 良明 東北大学, 理学部, 教授 (50025277)
• キーワード: 地球環境 / レ-ダポラリメトリ / マイクロ波散乱 / 風波 / 海面過程 / 海洋波 / 海水 / マイクロ波放射

研究概要

本課題は気圏、水圏、及び地圏の間の相互作用・結合過程に関するマイクロ波計測・マイクロ波観測の技術に関して、マイクロ波散乱・放射過程の明確化、計測方法の高度化、新手法の開拓等を目標に研究を行うものである。具体的には4つのテ-マを取り上げている。今年度の主要な成果は次の通りである。
1.レ-ダ-ポラリメトリに関して、地上・実験室レベルでランダム媒質のポラリメトリックなシグネチャを実験的に研究する手法を発展させた。人工的なランダム媒質および樹木等の変形ミュ-ラ-行列をCバンドに於いて測定し、シグネチャの特徴を明らかにした。周波数帯域を拡張することを目指し、スト-クスパラメ-タ測定可能なXバンド多偏波給電アンテナを設計・製作した。
2.風波表面の微細構造とマイクロ波後方錯乱の機構との結び付きを明らかにすることを目指し、ドップラ-周波数検出機能付きのXバンドマイクロ波散乱計を設計・製作した。回転楕円面アンテナを用いて実験目的に適合したマイクロ波ビ-ムを形成することができた。周波表面を光学的に観察する装置にビデオカメラを導入し、微細構造のダイナミックな追跡を可能にした。
3.風洞水槽を用いて、風速とマイクロ波後方錯乱との関係を実験的に調べた。その結果、両者の間の関係が代表風速として摩擦速度をとるか高度10m(U_<10>,対数分布則により求める)をとるかで異なること、ならびに両者の関係が風速U_<10>=7m/s付近を境にして変化することが明らかとなった。後者は今後検討を加えるべき重要な性質と考えられる。
4.MOSー1のマイクロ波放射計のデ-タを用いて、オホ-ツク海の海氷の応答について調べた。31.4GHzと23.8GHzの輝度温度の比が海水域の性質の相異に対応すると考えられる変化を示すことが見出された。オホ-ツク海岸で、現場海氷を使って可視近赤外域の分光反射率を測定した。これは今後の画像解析に有用な基礎デ-タとなる。

研究成果

• [文献書誌] 小林理,松坂幸彦,広沢春任: "ランダム媒質のポ-ラリメトリックなマイクロ波後方散乱特性の測定" 電子情報通信学会論文誌. J73ーBII. (1990)
• [文献書誌] O,Kobayashi,H.Hirosawa,Y.Matsuzaka: "Measurement of Modified Mueller Matrices of Backscatter From Random Media Using a PowerーMeasuring Scatterometer" IEEE Trans.Geoscience and Remote Sensing. 28. (1990)
• [文献書誌] Y.Toba,N.Ebuchi,et al: "The wave dependence of seaーsurface wind stress." Journal of Physical Oceanography. 20. (1990)
• [文献書誌] N.Ebuchi,Y.Toba,H.Kawamura: "On the wave dependence of seaーsurface wind stressーA study by using data from an Ocean Data Buoy Station" Journal of the Oceanographycal Society of Japan. (1990)
• [文献書誌] 光易恒他: "風に逆行するうねりが存在する海面における大気海洋相互作用" 九州大学応用力学研究所所報. 68. (1989)
• [文献書誌] H.Mitsuyasu: "A Comparison of Observed and Calculated Directional Wave Spectra in the East China Sea." Journal of the Oceanographical Society of Japan. 45. (1989)
• [文献書誌] 小野延雄: "MOSー1マイクロ波放射計デ-タからの海水情報抽出の試み" 低温科学. A48. 103-109 (1989)