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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Study on atmospheric radar scattering mechanism based on comparison with direct measurements using unmanned aerial vehicles

Research Project

Project/Area Number 15K13568
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

橋口 浩之  京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (90293943)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords小型無人航空機 / 大気レーダー / 大気乱流 / MUレーダー / ウィンドプロファイラー
Outline of Annual Research Achievements

大気レーダーは、天候に関わりなく、高時間分解能で風向風速の高度分布を連続的かつ自動的に観測できることから、気象研究から予報業務まで広範囲に利用されている。大気レーダーの晴天時の散乱体は、大気乱流や密度成層などから生じる屈折率変動と言われている。過去にラジオゾンデとの同時観測から、気温や湿度変動とレーダー観測エコーとの対応が議論されているが、概ね説明がつくものの、両者の差異はレーダーとラジオゾンデの観測領域の違いが原因とされてきた。本研究では、MUレーダー上空を気象センサーを搭載した小型無人航空機(UAV)で直接測定し、大気レーダーの散乱機構を観測的に明らかにすることを目的とする。
2015年6月1~14日、2016年5月25日~6月14日にMUレーダーとUAVとの同時観測実験を実施した。本研究は、米コロラド大・仏トゥーロン大・LATMOSの研究者との国際協同研究であり、実験にはコロラド大で開発されたUAVを使用した。MUレーダーは天頂ビームで46~47MHz範囲で等間隔の5周波数のレンジイメージングモードで運用した。また、水平風の情報も得るため、天頂角10°で北、北東、東、南東、南の5方向にビームを走査するモードも併用した。
MUレーダーのレンジイメージングによる高時間・高度分解能データを用いて初めて屈折率勾配Mを推定し、それをUAV推定結果と比較した。両者は概ね一致する結果が得られたが、成層領域で一致しないケースがあり、詳細検討の結果、小さな気温逆転層が存在している場合に一致しないことが明らかとなった。一方、大気乱流の存在が示唆される領域ではMUレーダー観測結果の方が大きくなる傾向が見られた。これは、MUレーダーで得られるエコーが全てMの寄与であると仮定したためと考えられ、それ以外の寄与も大きいことが示唆された。

  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Colorado Boulder(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Colorado Boulder
  • [Int'l Joint Research] Toulon University/Pierre et Marie Curie University/LATMOS(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Toulon University/Pierre et Marie Curie University/LATMOS
  • [Journal Article] Comparisons between high-resolution profiles of squared refractive index gradient M2 measured by the Middle and Upper Atmosph ere Radar and unmanned aerial vehicles (UAVs) during the Shigaraki UAV-Radar Experiment 2015 campaign2017

    • Author(s)
      Hubert Luce, Lakshmi Kantha, Hiroyuki Hashiguchi, Dale Lawrence, Masanori Yabuki, Toshitaka Tsuda, and Tyler Mixa
    • Journal Title

      Ann. Geophys.

      Volume: 35 Pages: 423-441

    • DOI

      10.5194/angeo-35-423-2017

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 小型無人航空機・MUレーダー同時観測実験2016

    • Author(s)
      森昂志・橋口浩之・Lakshmi Kantha・Dale Lawrence・Tyler Mixa・Hubert Luce・Richard Wilson・津田敏隆・矢吹正教
    • Organizer
      日本気象学会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [Presentation] 小型無人航空機・MUレーダー同時観測実験2016

    • Author(s)
      森昂志・橋口浩之・Lakshmi Kantha・Dale Lawrence・Tyler Mixa・Hubert Luce・Richard Wilson・津田敏隆・矢吹正教
    • Organizer
      第10回MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学宇治キャンパス(京都府宇治市)
    • Year and Date
      2016-09-08 – 2016-09-09
  • [Presentation] 小型無人航空機・MUレーダー同時観測実験2016

    • Author(s)
      橋口浩之・森昂志・Lakshmi Kantha・Dale Lawrence・Tyler Mixa・Hubert Luce・Richard Wilson・津田敏隆・矢吹正教
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場(千葉県幕張市)
    • Year and Date
      2016-05-22 – 2016-05-26
  • [Presentation] 小型無人航空機・MUレーダー同時観測実験2016

    • Author(s)
      森昂志・橋口浩之・Lakshmi Kantha・Dale Lawrence・Tyler Mixa・Hubert Luce・Richard Wilson・津田敏隆・矢吹正教
    • Organizer
      日本気象学会
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都渋谷区)
    • Year and Date
      2016-05-18 – 2016-05-21

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-02-16  

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