研究課題
基盤研究(A)
近年、音波レーダー、レーザーレーダーに加えて比較的小規模のレーダーを大気力学観測へ応用する実験的試みが世界的に行われている。レーダーは天候等に左右されず高精度かつ高時間/高度分解能で大気の動態を明らかにできる最も適したリモートセンシング法の一つである。境界層を観測するレーダーは特に「境界層レーダー」と呼称されており、国内数ヶ所でそれを用いた観測が行われているが、現在、もう少し大型で下部対流圏の重要部分をカバーするレーダーが必要とされている。本研究では下部対流圏全域を観測可能なLバンドの可搬型「下部対流圏レーダー」(LTR=Lower Troposphere Radar)を開発することを目的とする。初年度に、下部対流圏レーダーのシステム設計を行い、4m×4mのセミアクティブフェーズドアレイ方式のLバンド小型・軽量平面アンテナを設計製作した。2年度に、送信出力2kW、送信機帯域10MHz、デューティ比約20%の性能をもつ送受信装置を設計製作した。これらを組合せ試験観測を実施し、MUレーダー、境界層レーダー、ドップラーソーダーや地上風速計等との同時比較観測により観測精度の検証を行った。次いで、下部対流圏レーダーを用いて温度観測を可能とするため、RASS(Radio Acoustic Sounding System)システムの開発を行った。様々な風速プロファイル時に対応できるよう、レイトレーシングによりスピーカーの最適な配置について検討した結果、アンテナの周囲にスピーカー8台を配置する構成を取ることとした。また、リアルタイムで湿度プロファイルを推定するためのソフトウェアを開発した。ラジオゾンデとの同時比較観測を行い、温度の観測精度の検証を行った。最終年度は、これらをより完成度の高いものにするため、様々な改良を行った。また、1年以上の期間、ほぼ連続して取得できているデータを用いて、風速や乱流強度の日変化や季節変化について調べた。
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