先験情報を活用した雷雲の電気構造推定に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580503
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 村井 忠邦 富山大学, 工学部, 教授 (40019196)
• 研究分担者: 堀田 裕弘 富山大学, 工学部, 助教授 (80209303) ; 升方 勝己 富山大学, 工学部, 教授 (80157198)
• キーワード: 雷雲電荷 / 逆問題 / 電界計測

研究概要

1 雷雲電荷分布推定アルゴリズムの開発
先の科研費(平成9〜10年度)の成果及び前年度の科研費の成果を踏まえて、地上の多地点で観測される電界データから雷雲電荷分布推定法を検証した。その際、電荷分布を点電荷群でモデル化し、実用の場合を考慮してできるだけ少数の観測点から推定することを目指した。その結果、ニュートン法とウェーブレット変換を併用した反復手法により、推定すべき電荷分布の未知数より少ない観測点の場合でも、電荷の位置及び電荷量がほぼ推定できることが明らかにされた(平成15年9月発表)。また、ニューラルネットワーク法を用いて同様の推定を行ったが、ウェーブレット変換法に比べて推定精度が悪化した。現在、より高精度の推定法を検討している。
2 電界観測装置の改良
設備備品費で購入した装置により、水平方向の電界が測定可能かどうか検討した。その結果、回転電極を利用することにより従来のフィールドミル型電界測定装置と同程度の精度で水平方向電界が測定可能であることが明らかになった。(電気学会論文誌に公表)。
3 雷撃電流による電磁界及び雷雲の挙動のシミュレーション
その他、樹木への雷撃電流が樹木近傍に位置する人体に及ぼす電磁界の時間変化を数値シミュレーションにより解析を試みた(平成15年9月発表)。また、具体的な地形(石川県宝達山付近)を考慮して、10Km平方程度の地域における雷雲電荷の流れの解析を試みた(平成16年3月発表)。その結果、おおまかな時間変化の様子が計算できた。

研究成果

• [文献書誌] T.Tantisattayakul, 北村, 村井, 升方, 上: "雷雲の位置推定のための水平方向電界計の開発"電気学会論文誌B. 124・1. 121-126 (2004)
• [文献書誌] 島崎, 本田, 堀田, 村井: "少数の観測点での電界データからの雷雲電荷分布推定"平成15年度電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-20 (2003)
• [文献書誌] 久保田, 本田, 堀田, 村井: "ニューラルネットワークを用いた雷雲電荷分布推定"平成15年度電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-21 (2003)
• [文献書誌] 小野田, 本田, 堀田, 村井: "樹木を流れる雷電流による人体周辺の電磁界解析"平成15年度電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-22 (2003)
• [文献書誌] 滝澤, 本田, 堀田, 村井: "多層有限要素法による雷雲電荷流れ解析"平成15年度電気関係学会北陸地区学生による発表会講演論文集. A-10 (2004)