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2016 年度 実績報告書

フェーズドアレイ気象レーダと雷放電標定装置を併用した気象災害防災システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 26350487
研究機関大阪大学

研究代表者

牛尾 知雄  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50332961)

研究分担者 金 寛  大阪大学, 工学研究科, 助教 (90243170) [辞退]
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードレーダ / 降水 / 防災
研究実績の概要

近年の日本社会の情報化,高度化に伴い,集中豪雨などに伴う土砂災害,竜巻,雷放電等,災害気象に対する警報,正確な情報伝達の必要性は,年々広く認識されるようになってきている。本研究では,2012年に開発に成功した超高速走査が可能なフェーズドアレイレーダネットワーク,広帯域レーダネットワークそして雷放電の3次元標定装置を核として,大阪,神戸地域を中心に観測網を構築,そのデータ配信処理アルゴリズムの開発とデータ配信システムの構築を行う。
本年度においては,特にデジタルビームフォーミング技術を用いたフェーズドアレイレーダにおいて問題となるグランドクラッタ除去に関して,詳細な検討を行った。デジタルビームフォーミング技術を用いた本フェーズドアレイ気象レーダの場合,送信に仰角方向にビーム幅の広い送信波を送信する。そのため,仰角方向のサイドローブレベルが従来型のパラボラアンテナに比して10dB以上高くなり,グランドクラッタおよび強い降雨域の影響を受けやすい。そのため,適応的な信号処理手法が有効であると考えられ,本研究ではMMSE法を応用したグランドクラッタ除去アルゴリズムを検討した。結果,開発したアルゴリズムによって,20dB以上の改善を見込むことができるようになった。
また一方,フェーズドアレイレーダネットワークは単偏波のレーダであり,定量的な雨量推定が比較的難しいことが知られている。そこで,本研究ではXRainにおける地上付近の雨量とフェーズドアレイレーダにおける最低仰角におけるレーダ反射因子を比較し,動的なZ-R関係を求めることによって,3次元的に密でかつ,30秒毎の雨量を求めるアルゴリズムの開発を行った。結果,フェーズドアレイレーダから推定される雨量は,XRainにおける推定雨量と相関係数0.85以上の相関をゆうしており,平均バイアスが0.2mm/h以内であることがわかった。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] Colorado State University(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Colorado State University
  • [雑誌論文] Probabilistic Attenuation Correction in a Networked Radar Environment2016

    • 著者名/発表者名
      himamura, S., V. Chandrasekar, T. Ushio, G. Kim, E. Yoshikawa, and H. Chen
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Geosci. Remote Sens.

      巻: 54 ページ: 6930-6938

    • DOI

      10.1109/TGRS.2016.2592532

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Probabilitic Attenuation Correction in Dual-Pol Radar Network2016

    • 著者名/発表者名
      Shimamura, S., T. Ushio, G. Kim, E. Yoshikawa, and V. Chandrasekar
    • 学会等名
      IGARSS 2016
    • 発表場所
      CNCC Grand, Beijing
    • 年月日
      2016-07-10 – 2016-07-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Phased Array Radar and Lightning Network Experiment,2016

    • 著者名/発表者名
      牛尾 知雄,菊池 博史,嶋村 重治,Wu Ting,吉田 智
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場,千葉
    • 年月日
      2016-05-23 – 2016-05-24

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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