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2011 年度 実績報告書

降雨粒径分布のリアルタイム推定による最新型偏波レーダー雨量計の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23686072
研究機関京都大学

研究代表者

山口 弘誠  京都大学, 生存基盤科学研究ユニット, 特定研究員 (90551383)

キーワード水文気象 / 自然災害 / 偏波レーダー / 雨滴粒径分布 / 降水量推定
研究概要

1.降雨粒径分布の同期観測(準備観測):本研究の根幹をなす観測となる"降雨粒径分布に焦点をあてた偏波レーダー・マイクロレインレーダー・ビデオゾンデ・巨大雨量計の同期観測"に関して、H23年度は準備観測として位置づけて、係留ビデオゾンデ以外の部分の観測機器を設置し観測を開始した。また、次年度に挑戦するビデオゾンデを用いて直接観測によって雨滴粒径を測り、偏波レーダーからの推定値と比較し、雨滴粒径分布の3次元的分布を明らかにしていく。
2.巨大雨量計を用いた転倒マス雨量計の空間代表性と雨滴捕捉率の評価:集水面積10m^2を持つ巨大雨量計を設置し、直近においている通常の転倒マス雨量計と比較した。その結果、巨大雨量計の方が大きい値を示した。転倒マス雨量計の集水口が小さく乱流によってうまく雨滴を補足できないことに起因する。次年度は3D風速計とカメラを取り付けて、風速との関係性を明らかにしていく。
3.偏波レーダーによる雨滴粒径分布の推定:偏波パラメータの位相差変化率を用いて、強雨時の雨滴粒径分布推定手法を開発した。位相差変化率を粒子数で除するという概念を導き、その新変数が粒径分布と極めて相関が高いことを示した。強雨時における粒径分布の推定精度は従来手法の0.1から0.3へと向上した。さらに新推定手法を用いて対流雲の粒径分布構造を解析し、大気上空での豪雨のタマゴのときは粒径分布の中央値は大きいものの数濃度が低いこと、またそれらが落下する上で粒子数が増えていることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究計画に予定していたことに加えて、偏波レーダーを用いた粒径分布推定の新手法を開発することができた。これによって、これまで困難とされてきた強雨時の粒径分布推定が可能となった。学術的に極めて大きい成果であり、加えてこの手法を用いて積乱雲内部の粒径分布を3次元的に捉えることができていることから工学的応用の観点からも非常に大きな成果であるため。

今後の研究の推進方策

今後は同期観測を実施して、そこで得られる基礎観測データを用いて雨滴粒径分布の時間発展モデルを構築していく。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Xバンド偏波レーダーを用いた雨滴粒径分布とその時空間構造及び降水量の推定手法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      山口弘誠・金原知穂・中北英一
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 68 ページ: 367-372

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Xバンド偏波レーダーによる雨滴粒径分布の時空間構造の推定と非偏波レーダーへの利用2012

    • 著者名/発表者名
      中北英一・金原知穂・山口弘誠
    • 雑誌名

      京都大学防災研究所年報

      巻: 53 ページ: 397-410

  • [雑誌論文] 水蒸気量の鉛直分布のデータ同化による降水予測精度へのインパクト評価2011

    • 著者名/発表者名
      山口弘誠・中北英一・古本淳一
    • 雑誌名

      京都大学防災研究所年報

      巻: 53 ページ: 375-380

  • [学会発表] 最新型偏波レーダーを用いた雨滴粒径分布とその時空間構造及び降水量の推定手法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      山口弘誠・金原知穂・中北英一
    • 学会等名
      第56回土木学会水工学講演会
    • 発表場所
      愛媛大学城北キャンパス,松山市
    • 年月日
      20120306-20120308
  • [学会発表] 偏波レーダーを用いた雨滴粒径分布の時空間構造の推定2011

    • 著者名/発表者名
      山口弘誠, 金原知穂, 中北英一
    • 学会等名
      日本気象学会2011年度秋季大会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス,名古屋市
    • 年月日
      20111116-20111118
  • [学会発表] Estimation of Space-Time structure of Raindrop Size Distribution Using Specific Differential Phase2011

    • 著者名/発表者名
      Kosei Yamaguchi, Chiho Kimpara, Eiichi Nakakita
    • 学会等名
      8th International Workshop on X-band Weather Radar
    • 発表場所
      TU Delft, Delft, The Netherlands
    • 年月日
      20111114-20111116
  • [学会発表] QPF with Data Assimilation of Polarimetric Radar and Precipitable Water2011

    • 著者名/発表者名
      Kosei Yamaguchi, Junichi Furumoto, Eiichi Nakakita
    • 学会等名
      International Symposium on Earth-science Challenges
    • 発表場所
      The University of Oklahoma, Norman, Oklahoma, USA
    • 年月日
      20110914-20110916
  • [学会発表] Estimation of Space Time structure of Raindrop Size Distribution Using Specific Differential PliaseEstimation of Space Time Structure of Raindrop Size Distribution Using Specific Differential Phase2011

    • 著者名/発表者名
      Kosei Yamaguchi, Chiho Kimpara, Eiichi Nakakita
    • 学会等名
      International Symposium on Earth-science Challenges
    • 発表場所
      The University of Oklahoma, Norman, Oklahoma, USA
    • 年月日
      20110914-20110916
  • [学会発表] 最新型偏波レーダーを用いた雨滴粒径分布の時空間構造の推定2011

    • 著者名/発表者名
      金原知穂, 山口弘誠, 中北英一
    • 学会等名
      水文・水資源学会2011年度研究発表会
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス,宇治市
    • 年月日
      20110830-20110901
  • [学会発表] QPF with Data Assimilation of the Polarimetric Radar Data and Its Effective Forecast Lead Time2011

    • 著者名/発表者名
      Kosei Yamaguchi, Eiichi Nakakita
    • 学会等名
      8th International Symposium on Weather Radar and Hydrology
    • 発表場所
      University of Exeter, Exeter, United Kingdom
    • 年月日
      20110418-20110421
  • [学会発表] Investigation on 3D Structure of DSD Using X-band Polarimetric Radar Network and Its Application into QPE by C-band Non-Polarimetric Radar2011

    • 著者名/発表者名
      Kosei Yanaguchi, Chiho Kimpara, Eiichi Nakakita
    • 学会等名
      8th International Symposium on Weather Radar and Hydrology
    • 発表場所
      University of Exeter, Exeter, United Kingdom
    • 年月日
      20110418-20110421

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公開日: 2013-06-26  

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