| 研究課題/領域番号 |
18K13970
|
|---|
| 研究機関 | 足利大学 |
|---|
研究代表者 |
山下 幸三 足利大学, 工学部, 准教授 (20609911)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| キーワード | 雷雲 / 雷放電 / 静電界 / フィールドミル / 雲内電荷 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は、雷雲内に生成される電荷(以下、雲内電荷)に伴う地上静電界の多点計測に基づき、雷雲の帯電・放電の関係性の定量比較を目指すものである。2019年度は(1) 2018年夏季観測で抽出された計測システムの課題改善、(2) 足利市および近隣地域へ7点以上のセンサー展開、(3)取得データ解析に基づいた雲内電荷量の定量推定、に取り組んだ。
(1)では2018年に独自設計した静電界計測システムの改善に取り組んだ。大きな改善点はデータ記録システムの新規開発である。2018年夏季の試験観測では、データ記録にノートPCを用いたが、夏季の外気温の中で複数回停止・故障した。2019年は汎用マイコンを用いたGPS時刻同期機能付のデータ記録システムの開発・課題抽出に取り組み、2019年8月初旬よりセンサーを展開した。8月～9月の2ヶ月間、殆ど欠損のない安定した観測網運用を実現した。(2)では2018年にセンサー設置した3地点に加え、地域企業・自治体の協力により新たに5地点へセンサーを展開し、計8点で構成される多点静電界計測網を構築した。電源として、従来システムは商用電源を、新設置センサーではソーラー電源を適用した。(3)では2019年夏季観測における取得データを解析し、雷雲内の電荷構造モデルの考察、雲内電荷量の定量推定法の開発に取り組んだ。多点計測データの波形形状の一致性が高い事例が複数確認された。それらの事例に対し点電荷モデルを適用した雲内電荷量の定量推定を実施し、雷雲内の電荷量・電荷高度の時間変化を世界に先駆けて推定した。
上記の成果を国内学会にて発表し、関連研究者と意見交換を交わすとともに、関連する研究組織・企業との共同研究を推進した。現在、上記結果の妥当性検証のため、関連研究者と気象レーダーデータとの比較、論文投稿準備に取り組んでいる。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2019年夏季の雷雲観測では、新規開発したデータ記録システムを適用した新しいセンサーシステム8点を栃木県足利市および群馬県太田市に展開し、観測網の安定稼働を実現した。2019年8月～9月の2ヶ月間、殆ど欠損のないデータ取得に成功した。雲内電荷分布として点電荷モデルを適用し、雷雲内の電荷量・電荷高度の時間変化を推定した2例を確認した。今後、上記の推定結果の妥当性検証、観測・解析事例の積み増しに取り組む必要はあるが、プロジェクトの進捗は概ね順調と考えられる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題の最終年度である2020年度は、(1)栃木県足利市および周辺地域へのセンサー展開及び雷雲観測継続による観測イベント積み増し、(2)複数のイベント解析に基づいた雲内の電荷量・電荷高度の推定法の妥当性検証、の2点に取り組む。(1)では、2019年夏季に使用したセンサーをメンテナンス、改良した上で雷雲観測を継続する。(2)では、雷雲に伴う地上静電界の多点計測データを用いた雲内の電荷量・電荷高度の推定法の確立に向け、データ解析手法の検討、推定結果の妥当性検証のための各種気象データとの比較に取り組む。観測・解析の結果を投稿論文としてまとめ、投稿する。
|
