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2019 年度 実績報告書

赤道大気レーダーの高機能化開発による熱帯対流圏界層の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H01967
研究機関京都大学

研究代表者

橋口 浩之  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (90293943)

研究分担者 柴垣 佳明  大阪電気通信大学, 情報通信工学部, 教授 (00319592)
柴田 泰邦  首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (10305419)
下舞 豊志  島根大学, 学術研究院理工学系, 准教授 (30325039)
荻野 慎也  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 大気海洋相互作用研究分野, 主任研究員 (80324937)
鈴木 順子  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 大気海洋相互作用研究分野, 技術研究員 (50512878)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード熱帯対流圏界層(TTL) / 赤道大気レーダー(EAR) / STRATEOLE-2 / ケルビン波 / 大気不安定
研究実績の概要

熱帯対流圏界層(TTL)は対流圏とも成層圏ともつかない熱帯域特有の遷移領域であり、成層圏・対流圏間の物質交換に重要な役割を果たしている。フランスとアメリカを中心とするグループによりスーパープレッシャー気球を用いたTTLの観測キャンペーンSTRATEOLE-2が計画されている。本研究では、STRATEOLE-2キャンペーンに協同して、赤道大気レーダー(EAR)を用いた大気不安定の高分解能観測、ラジオゾンデによる気温・乱流・オゾンの観測、ライダーによるオゾン・水蒸気・雲微物理量の観測から、TTLにおける、大気不安定の発生メカニズム、雲・エアロゾルとの相互作用、成層圏対流圏間物質交換(STE)の定量的解明を目指す。スーパープレッシャー気球・ラジオゾンデ気球による水平・鉛直方向のラグランジュ観測、地上からのリモートセンシングによる鉛直方向のオイラー観測はお互いに相補的であり、貴重なデータを提供する。
本年度は、まずEARの機能向上のため、汎用のソフトウェア無線機を用いて多チャンネル受信システムの開発を行った。複数のアンテナからの受信信号が同時に得られれば、アンテナ間の信号相関を利用して空間アンテナ法により水平風測定が可能となり、またレーダーイメージングによる高分解能観測も可能となる。多チャンネル受信システムを用いた空間アンテナ法による水平風と、同時にEAR既存システムによって得られた水平風とを比較することで、開発システムの動作確認、性能評価を行った。さらに、11月~2月に実施されたSTRATEOLE-2のプレキャンペーンに協同して、EARを用いた大気不安定の高分解能連続観測に加えて、EARサイトにおいてGPSゾンデ・オゾンゾンデ・水蒸気ゾンデによる気温・乱流・オゾン・水蒸気の集中観測を実施した。これらの成果について、国際論文誌・国内学会・国際会議等で発表した。

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

当初の計画通り、赤道大気レーダーで多チャンネル観測を可能にする受信システムを汎用のソフトウェア無線機を用いて開発し、空間アンテナ法による水平風と、EAR既存システムによって得られた水平風とを比較することで測定精度を検証した。また、スーパープレッシャー気球観測キャンペーンSTRATEOLE-2に同期して、EARなどの同時集中観測を実施できた。成果を国際誌や国際会議等で発表した。研究は順調に進捗していると言える。

今後の研究の推進方策

汎用のソフトウェア無線機を用いた多チャンネル受信システムは、現在のところ4チャンネルまでの安定動作が可能で、短時間の8チャンネル同時受信にも成功している。今後はより多チャンネルでのシステムの安定動作を目指して、開発を進める。また、アンテナ合成方法を変えた実験を行い、空間アンテナ法による風速測定精度について検討する。昨年度に実施されたSTRATEOLE-2キャンペーンデータや赤道大気レーダー・ラジオゾンデによる集中観測データを解析し、TTLにおける、大気不安定の発生メカニズム、雲・エアロゾルとの相互作用、成層圏対流圏間物質交換(STE)などを研究する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] インドネシア航空宇宙庁(LAPAN)(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      インドネシア航空宇宙庁(LAPAN)
  • [国際共同研究] フランス大気環境宇宙観測研究所 (LATMOS)(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      フランス大気環境宇宙観測研究所 (LATMOS)
  • [雑誌論文] Development of Software‐Defined Multichannel Receiver for EAR2019

    • 著者名/発表者名
      N. A. M. Aris, H. Hashiguchi, and M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Radio Science

      巻: 54 ページ: 671-679

    • DOI

      10.1029/2019RS006817

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Status of Equatorial MU Radar project in 20192019

    • 著者名/発表者名
      山本衛・橋口浩之・横山竜宏・津田敏隆
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] 太陽地球系結合過程の研究基盤形成2019

    • 著者名/発表者名
      山本衛・橋口浩之・横山竜宏・宮岡宏・小川泰信・塩川和夫・野澤悟徳・吉川顕正・津田敏隆
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 招待講演
  • [学会発表] The MU radar, Equatorial Atmosphere Radar, and future project EMU2019

    • 著者名/発表者名
      Mamoru Yamamoto, Hiroyuki Hashiguchi, and Toshitaka Tsuda
    • 学会等名
      URSI-Japan Radio Science Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Equatorial Atmosphere Radar (EAR) Spaced-Antenna Performance from Multiple Orientation of the Receiving Antennas2019

    • 著者名/発表者名
      Nor Azlan bin Mohd Aris, Hiroyuki Hashiguchi, and Mamoru Yamamoto
    • 学会等名
      39th International Conference on Radar Meteorology
    • 国際学会
  • [学会発表] YMC-BSM 2018期間中にコトタバンで観測された水蒸気・上層雲変動2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木順子・荻野慎也・木下武也・城岡竜一・橋口浩之・米山邦夫
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度秋季大会
  • [学会発表] Cirrus and Ozone Variabilities in the UTLS over the maritime continent during YMC-Sumatra 2017 Field Campaign2019

    • 著者名/発表者名
      Junko Suzuki, Shin-Ya Ogino, Ryuichi Shirooka, Takenari Kinoshita, Shuichi Mori, Suginori Iwasaki, Urip Haryoko, and Kunio Yoneyama
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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