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2019 年度 実施状況報告書

高分解能レーダでどこまで小さい浮遊虫が検出できるか―飛来害虫監視に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 18K19201
研究機関千葉大学

研究代表者

鷹野 敏明  千葉大学, 大学院工学研究院, 名誉教授 (40183058)

研究分担者 大矢 浩代  千葉大学, 大学院工学研究院, 助教 (00241943)
中田 裕之  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30345011)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード浮遊虫 / 高分解能レーダ / ミリ波 / リモートセンシング / 飛来害虫 / 大気現象 / 雲レーダ / 虫採集
研究実績の概要

高層の淡い雲の構造・性質解明を主目的に、研究代表者らは高感度高分解能のミリ波レーダ FALCON-I (FMCW Radar for Cloud Observation-I)を開発・運用してきた。この装置は従来のレーダに較べて周波数が 95 GHzと高く、空間分解能や感度が優れており、またドップラー測定の精度も高いことが特徴である。 FALCON-I を用いて、過去 10 数年にわたって地上から高度 20km までの範囲で、陸および海洋で雲や雨の観測を実施してきた。これらの観測を通じて FALCON-I では大気中に浮遊する昆虫などが観測できることが示された。そこで、FALCON-I などの新しい手段を用いて、どこまで小さい浮遊物が検出できるか、その計数、サイズ分布、時間および高度分布、季節変化を探索・解明する手法を創設することが本研究の目的である。
初年度の 2018年度は、9月末から 10月初めにかけて、空中浮遊物を採集する係留気球実験を実施し、FALCON-I で得られるエコーデータとの比較を行った。また、これまでに行った春・秋・冬の空中浮遊物採集実験の結果の解析・整理を行った。その結果、大きさが 0.5mm 程度以上の浮遊物体は、もれなく FALCON-I で検出できていること、これまでに行った春・秋・冬の季節と比べて、2018年度 9・10月の空中浮遊物の空間密度は 1.5倍高いこと、気温が低い冬期は浮遊物体の空間密度が 1/5 程度となること、などが明らかになった。2019年度はさらに解析を進めるとともに、地上から上空までの風速・風向と大気浮遊物体の空間密度の相関などについて調べた結果、風が弱い場合のほうが大気浮遊物体の空間密度が高いことが分かった。さらに風の様子のシミュレーションなどを行い、大気浮遊物体が受ける影響を評価し観測結果と比較検討を進めた。

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

本課題の初年度であった2018年度は、当初予定していた通り、晩夏の空中浮遊物の採集実験を実施した。また、本課題研究の開始前までに行った春・秋・冬の季節の空中浮遊物採集の予備実験結果と比較などを進めた。2019年度はこれら観測結果についてさらに詳しい解析を行い、大気浮遊物体の空間密度と風速・風向、高度の関係などを多岐にわたって比較考察を進めた。これらはさらに解析・整理が必要であるが、本研究課題はおおむね順調に研究計画を進めることができているといえる。

今後の研究の推進方策

2018, 2019年度は前述のように晩夏の空中浮遊物の採集実験を実施するとともに、本課題研究の開始前の2017年度までに行った春・秋・冬の季節の空中浮遊物採集の予備実験結果と比較や、地上から上空までの風の様子との比較考察などを進め、前述の結果などを導いた。今後はさらに解析データを増やすことで、空中浮遊物のサイズ分布、高度分布、上昇気流や気温・天候との関連などを総合的に調べていく。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じた理由は、計画の時点で見込んでいた、電源装置など既存の備品の劣化が予想より少なかったことなどから、支出を少なくすることができたことによる。次年度は、必要に応じてこれらの物品および他の消耗部品の購入と、データ整理・解析、および研究成果発表の論文投稿などの費用などに使用する。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] ULF Modulation of Energetic Electron Precipitation Observed by VLF/LF Radio Propagation2020

    • 著者名/発表者名
      Miyashita, T., H. Ohya, F. Tsuchiya, A. Hirai, M. Ozaki, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, N. Nishitani, M. Teramoto, Martin Connors, S. G. Shepherd, Y. Kasahara, A. Kumamoto, M. Shoji, I. Shinohara, H. Nakata, and T. Takano
    • 雑誌名

      Radio Science Bulletin

      巻: 3 ページ: 1月6日

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 令和元年台風15号(Faxai)の気象学的特徴2020

    • 著者名/発表者名
      小林文明,木村海斗,高田明里,池田大将,岩下久人,諸富和臣,嶋村重治,原岡秀樹,鷹野敏明,高村民雄,樋口篤志
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.2, 静岡市
  • [学会発表] 令和元年台風15号(Faxai)の落雷特性2020

    • 著者名/発表者名
      原岡秀樹、小林文明,岩下久人,諸富和臣,嶋村重治,鷹野敏明,高村民雄,樋口篤志
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.3, 静岡市
  • [学会発表] 地上稠密気象観測デタからみた台風21号(Jebi)と台風15号(Faxai)の特徴2020

    • 著者名/発表者名
      岩下久人,小林文明,諸富和臣,嶋村重治,原岡秀樹、鷹野敏明,高村民雄,樋口篤志
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.4, 静岡市
  • [学会発表] 令和元年台風19号(Hagibis)に伴い市原市で発生した竜巻のフェ-ズドアレイレ-ダ観測2020

    • 著者名/発表者名
      諸富和臣,嶋村重治,小林文明,岩下久人,原岡秀樹,鷹野敏明,高村民雄,樋口篤志
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.5, 静岡市
  • [学会発表] H2A ロケット 25号, 29号による電離圏擾乱についての GPS-TEC観測2020

    • 著者名/発表者名
      武川毅, 中田裕之, 鷹野敏明,大矢浩代, 津川卓也, 西岡未知
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.16, 静岡市
  • [学会発表] 桜島噴火の規模と GPS-TEC 変動との相関の解析2020

    • 著者名/発表者名
      庄子聖人, 中田裕之, 鷹野敏明,大矢浩代, 津川卓也, 西岡未知
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.17, 静岡市
  • [学会発表] 火山噴火に関連した VLF/LF 帯標準電波強度変動2020

    • 著者名/発表者名
      丸山慶, 大矢浩代, 土屋史紀, 野崎憲朗, 山下幸三, 高橋幸弘, 中田裕之, 鷹野敏明
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.23, 静岡市
  • [学会発表] HF ドップラ-及び GPS-TECを用いた地震に伴う電離圏擾乱の解析2020

    • 著者名/発表者名
      大野夏樹, 中田裕之, 大矢浩代, 鷹野敏明,細川敬祐, 津川卓也, 西岡未知
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.29, 静岡市
  • [学会発表] 雲レ-ダ FALCON-I を用いた降雨開始時における雨滴のドップラ-解析2020

    • 著者名/発表者名
      樋川恵祐, 井浦太一, 森田日向, 笛田亮, 鷹野敏明,河村洋平, 中田裕之, 大矢浩代
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.31, 静岡市
  • [学会発表] 1アンテナ方式 W-band FMCW レ-ダ 「FALCON-I」の開発および性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      新井智大, 関谷和樹, 森大知, 森川康平, 河村洋平, 鷹野敏明,中田裕之, 大矢浩代
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.32, 静岡市
  • [学会発表] 雲レ-ダ FALCON-I とウインドプロファイラによる雲内部の雲粒分布観測2020

    • 著者名/発表者名
      鷹野敏明,笛田亮, 樋川恵祐, 新井智大, 河村洋平, 中田裕之, 大矢浩代
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会、No.35, 静岡市
  • [学会発表] Study of cloud effects on atmospheric electric field during lightning activities and snowfall using the 95-GHz cloud radar FALCON-I2019

    • 著者名/発表者名
      Ohya, H., K. Nakamori, M. Kamogawa, T. Suzuki, T. Takano, K. Morotomi, H. Nakata, and K. Shiokawa
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union (JpGU) Meeting 2019, MIS05-10, Chiba (Japan)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Oscillations of Atmospheric Electric Field during around Tokyo, Japan, with the 95-GHzCloud Radar FALCON-I2019

    • 著者名/発表者名
      Ohya, H., K. Nakamori, M. Kamogawa, T. Suzuki, T. Takano, K. Morotomi, H. Nakata, and K. Shiokawa
    • 学会等名
      27th International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG) General Assembly 2019, Montreal (Canada)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fine Analysis of Clouds and Precipitations Observed with mm-Wave Doppler Radar FALCON-I2019

    • 著者名/発表者名
      TAKANO Toshiaki
    • 学会等名
      SPIE Remote Sensing, 11152-8, Strasbourg (France)
    • 国際学会
  • [学会発表] X-band phased array weather radar observations of a mesocyclone in the Tokyo urban area2019

    • 著者名/発表者名
      Shigeharu Shimamura, Kazuomi Morotomi, Saori Kurihara, Fumiaki Kobayashi, Toshiaki Takano, Atsushi Higuchi, Tamio Takamura
    • 学会等名
      AMS 39th International Conference on Radar Meteorology, P2-12, Nara (Japan)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Monostatic Antenna System for W-and FMCW Cloud Radar2019

    • 著者名/発表者名
      ARAI Tomohiro, SEKIYA Kazuki, MORI Daichi, MORIKAWA Kohei, KAWAMURA Yohei, TAKANO Toshiaki
    • 学会等名
      AMS 39th International Conference on Radar Meteorology, P 1-49, Nara (Japan)
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of Rain Drops at Cloud Bottom Observed with W-band Cloud Radar FALCON-I2019

    • 著者名/発表者名
      HIKAWA Keisuke, IURA Taichi, MORITA Hyuga, FUEDA Ryo, KAWAMURA Yohei,?TAKANO Toshiaki, HIGUCHI Atsushi, TAKAMURA Tamio, KOBAYASHI Fumiaki,?MOROTOMI Kazuomi, SHIMAMURA Shigeharu, IWASHITA Hisato
    • 学会等名
      AMS 39th International Conference on Radar Meteorology, P 2-45, Nara (Japan)
    • 国際学会
  • [学会発表] Interaction between Cloud Particles and Winds Observed with W-band Cloud Profiling Doppler Radar FALCON-I and Wind Profiler2019

    • 著者名/発表者名
      TAKANO Toshiaki, FUEDA Ryo, MORITA Hyuga, HIKAWA Keisuke, ARAI Tomohiro, KAWAMURA Yohei,?OHYA Hiroyo, NAKATA Hiroyuki, YAMAMOTO Masayuki, and KAWAMURA Seiji
    • 学会等名
      AMS 39th International Conference on Radar Meteorology, P 3-19, Nara (Japan)
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection and counting of floating insects in the atmosphere with the high-sensitivity and high-resolution mm-wave Doppler radar FALCON-I2019

    • 著者名/発表者名
      TAKANO Toshiaki
    • 学会等名
      2nd International Radar Aeroecology Conference, Zhengzhou, Henan (China)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ULF Modulation of Energetic Electron Precipitation Observed by VLF/LF Radio Propagation2019

    • 著者名/発表者名
      Miyashita, T., H. Ohya, F. Tsuchiya, A. Hirai, M. Ozaki, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, N. Nishitani, M. Teramoto, Martin Connors, S. G. Shepherd, Y. Kasahara, A. Kumamoto, M. Shoji, I. Shinohara, H. Nakata, and T. Takano
    • 学会等名
      International Union of Radio Science (URSI)-Japan Radio Science Meeting (JRSM), SPC-5
    • 国際学会
  • [学会発表] 雲レーダとウインドプロファイラ同時観測による雲と風の相互作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      鷹野敏明、笛田亮、樋川恵祐, 新井智大, 河村洋平、山本真之、川村誠治
    • 学会等名
      日本気象学会 2019年度春季大会、D208,東京都
  • [学会発表] ミリ波雲レーダ FALCON-I による降雨開始時の雨滴形成と加速の詳細解析2019

    • 著者名/発表者名
      鷹野敏明, 森田日向, 樋川恵祐, 河村洋平, 樋口篤志, 高村民雄, 小林文明, 諸富和臣, 嶋村重治, 岩下久人
    • 学会等名
      日本気象学会 2019年度春季大会、D406,東京都
  • [学会発表] スカイラジオメータによる雲の微物理・光学特性のリモートセンシング手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      工藤玲,岩渕弘信,鷹野敏明,入江仁士,Alessandro Damiani、Pradeep Khatri
    • 学会等名
      日本気象学会 2019年度春季大会、C101,東京都
  • [学会発表] フェーズドアレイ気象レーダで観測された2018年8月27日東京上空で形成されたメソサイクロン2019

    • 著者名/発表者名
      嶋村重治, 諸富和臣, 栗原沙織, 小林文明, 鷹野敏明, 樋口篤志, 高村民雄, 岩下久人
    • 学会等名
      日本気象学会 2019年度春季大会、A207,東京都
  • [学会発表] Study of oscillations of atmospheric electric ?eld during snowfall at Chiba, Japan, using W- and X-band cloud radars2019

    • 著者名/発表者名
      大矢 浩代, 中森 広太, 鴨川 仁, 鈴木 智幸, 鷹野 敏明, 諸富 和臣
    • 学会等名
      第146回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会、R005-25、熊本県熊本市
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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