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2014 年度 実績報告書

雲精測レーダーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26281008
研究機関独立行政法人情報通信研究機構

研究代表者

山本 真之  独立行政法人情報通信研究機構, 電磁波計測研究所センシングシステム研究室, 主任研究員 (90346073)

研究分担者 鷹野 敏明  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40183058)
西村 耕司  国立極地研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 特任准教授 (60455475)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード大気現象 / 自然現象観測・予測 / リモートセンシング / 気象学 / 計測工学
研究実績の概要

滋賀県甲賀市の信楽MU観測所において、1.3GHz帯レンジイメージングウィンドプロファイラー(Range-imaging Wind Profiler Radar; RWPR)と95GHz帯雲レーダー(Cloud Profiling Radar; CPR)で構成される雲解像2周波レーダー(Cloud Resolving Dual-frequency Radar; CRDR)による下層雲の観測を実施した。レンジイメージングを用いることで、RWPRによる高鉛直分解能の風速・大気乱流観測を実施した。CPRによる雲粒の観測は、CPRを信楽MU観測所に移設することで実施した。下層雲の観測事例解析とCRDRを用いた風速・大気乱流・雲物理量の高精度観測手法の開発に必要となる、50MHz帯大気レーダー・ラジオゾンデ・ライダーを用いた観測も実施した。
RWPRを用いて精度良く水平風の観測データを得るためには、大気境界層内で発生するサーマル等による鉛直流変動の影響を小さくする必要がある。大気境界層内の鉛直流変動の時間スケールを考慮することで、水平風の推定精度を向上させる方法を検討した。
RWPRによる風速・大気乱流の観測データの品質向上には、大気エコー以外の不要信号(クラッタ)を抑圧する必要がある。多チャンネル受信と適応信号処理を用いてアンテナのサイドローブパターンを制御するアダプティブクラッタ抑圧は、クラッタを抑圧する有用な手段である。RWPRは多チャンネル受信機能を有していないため、多チャンネル受信機能を備えるデジタル受信機の開発に取り組んだ。複数の受信チャンネルを同期させるために必要となるトリガ信号取り込み機能を、研究代表者が開発したデジタル受信機に付加することに成功した。

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

CRDR・50MHz帯大気レーダー・ラジオゾンデ・ライダーの同時観測を実施した。
RWPRにおける水平風のデータ処理方法を検討することで、下層雲の高分解能データベースの構築に必要となる観測データ処理のスキルと経験を得た。
デジタル受信機へのトリガ信号取り込み機能の付加は、RWPRへのアダプティブクラッタ抑圧機能の実装につながる成果である。
以上述べた通り、本研究課題はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

多くの下層雲の観測事例を得るため、東京都小金井市の情報通信研究機構においてCRDRを用いた下層雲の観測を実施する。観測の実施には、情報通信研究機構が有するRWPRを使用する。
CRDR等で得られた観測データを用いて、下層雲の観測事例の解析を実施する。下層雲の観測事例の解析を通して下層雲の様態を明らかにするとともに、CRDRを用いた風速・大気乱流・雲物理量の高精度観測手法を開発する。下層雲の観測事例の解析及びCRDRを用いた高精度観測手法の開発と並行して、下層雲の高分解能データベースの構築を進める。
昨年度におけるデジタル受信機の開発成果を基に、情報通信研究機構が有するRWPRに多チャンネル受信機能を付加する。多チャンネル受信を実現することで、RWPRへのアダプティブクラッタ抑圧機能の実装を進める。

次年度使用額が生じた理由

研究代表者の所属研究機関が変更となったため、研究代表者の現所属研究機関(情報通信研究機構)が有するRWPRにアダプティブクラッタ抑圧機能を実装することとした。そのため、今年度は外付けデジタル受信機へのトリガ信号取り込み機能の付加に注力し、来年度において情報通信研究機構が有するRWPRにアダプティブクラッタ抑圧機能の実装を行うよう、研究計画を変更した。

次年度使用額の使用計画

次年度に、情報通信研究機構が有するRWPRにアダプティブクラッタ抑圧機能を実装したい。未使用額は、その経費に充てることとしたい。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Error estimation of spectral parameters for high-resolution wind and turbulence measurements by wind profiler radars2014

    • 著者名/発表者名
      Gan, T., M. K. Yamamoto, H. Hashiguchi, H. Okamoto, and M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Radio Science

      巻: 49 ページ: 1214~1231

    • DOI

      10.1002/2013RS005369

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Turbulence scales and energetics in clear air and clouds evaluated from MU radar and balloon measurements2014

    • 著者名/発表者名
      Luce, H., H. Hashiguchi, R. Wilson, M. Yamamoto, and M. K. Yamamoto
    • 学会等名
      第136回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
    • 発表場所
      キッセイ文化ホール(長野県松本市)
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-11-03
  • [学会発表] ウィンドプロファイラーレーダー用デジタル受信機の開発2014

    • 著者名/発表者名
      山本真之・GAN Tong・川村誠治・橋口浩之・中城智之・岡谷良和・山本衛
    • 学会等名
      日本気象学会2014年度秋季大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-23
  • [学会発表] ウィンドプロファイラーによる鉛直流計測を活用したEarthCARE衛星雲プロダクトの検証提案2014

    • 著者名/発表者名
      山本真之・GAN Tong・岡本創・大野裕一・橋口浩之・山本衛
    • 学会等名
      日本気象学会2014年度秋季大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-23
  • [学会発表] Development of a method for estimating vertical wind velocity in precipitation using VHF atmospheric radars2014

    • 著者名/発表者名
      Gan, T., M. K. Yamamoto, H. Okamoto, H. Hashiguchi, and M. Yamamoto
    • 学会等名
      日本気象学会2014年度秋季大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-23
  • [学会発表] Turbulence scales and energetics in clear air and clouds evaluated from MU radar and balloon measurements2014

    • 著者名/発表者名
      Luce, H., R. Wilson, F. Truchy, H. Hashiguchi, M. K. Yamamoto, M. Yamamoto, and L. Kantha
    • 学会等名
      日本気象学会2014年度秋季大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-23
  • [学会発表] コンフィギュラブルなウィンドプロファイラーレーダー用デジタル受信機の開発2014

    • 著者名/発表者名
      山本真之・Tong Gan・川村誠治・橋口浩之・中城智之・岡谷良和・山本衛
    • 学会等名
      電子情報通信学会2014年ソサイエティ大会
    • 発表場所
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
  • [学会発表] Validation of EarthCARE product using vertical wind measurement by wind profiler radars2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, M. K., T. Gan, H. Okamoto, H. Hashiguchi, and M. Yamamoto
    • 学会等名
      EarthCARE Workshop 2014
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] Development of a signal processing method for vertical wind velocity measurement by wind profiler radars2014

    • 著者名/発表者名
      Gan, T., M. K. Yamamoto, H. Okamoto, H. Hashiguchi, and M. Yamamoto
    • 学会等名
      EarthCARE Workshop 2014
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] Vertical wind measurement in the boundary layer by 1.3-GHz range-imaging wind profiler radar2014

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto, M. K., T. Gan, M. Yabuki, H. Hashiguchi, H. Okamoto, T. Nakajo, and M. Yamamoto
    • 学会等名
      EarthCARE Workshop 2014
    • 発表場所
      日本科学未来館(東京都江東区)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
  • [学会発表] 大気レーダーの多機能化に向けたデジタル受信機の開発2014

    • 著者名/発表者名
      山本真之・GAN Tong・川村誠治・橋口浩之・中城智之・岡谷良和・山本衛
    • 学会等名
      第8回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(京都府宇治市)
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-17
  • [学会発表] Measurement of vertical wind in precipitation by the MU radar: A case study2014

    • 著者名/発表者名
      Gan, T.・M. K. Yamamoto・H. Hashiguchi・H. Okamoto・M. Yamamoto
    • 学会等名
      第8回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学宇治キャンパス(京都府宇治市)
    • 年月日
      2014-09-16 – 2014-09-17
  • [学会発表] コンフィギュラブルな大気レーダー用デジタル受信機の開発2014

    • 著者名/発表者名
      山本真之・Gan Tong・藤田俊之・Noor Hafizah Binti Abdul Aziz・岡谷良和・橋口浩之・山本衛
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-02

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公開日: 2016-06-01  

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