Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2020(令和2) 年度 生存圏科学 ミッション研究 12

研究課題

レーダーインバージョンによる大気擾乱・乱流の精測技術の開発

研究組織

 代表者 西村耕司(国立極地研究所)
 共同研究者 橋口浩之(京都大学生存圏研究所)
田村亮祐(京都大学生存圏研究所)
関連ミッション
  • ミッション1 環境診断・循環機能制御
  • ミッション3 宇宙生存環境

研究概要

ゲリラ豪雨やマイクロダウンバーストなどの局所極端気象現象は、人類の生命に対する脅威となっており、その発達段階での検出が喫緊の課題となっている。しかし、レーダーは、原理的に風速ベクトルのレーダービーム方向ドップラー速度成分を計測するため、スケールの小さな風速場擾乱を3次元的に捉えることができず、極端気象の早期検出の障害となっている。

この問題に対し、近年、レーダーによる大気風速スペクトル観測方程式を数値的に解き3次元風速を推定するレーダーインバージョン法が提案されている。本課題では、MUレーダーを中心とした各種レーダーに対し、レーダーインバージョン法を用いた3次元ベクトル風速場の微小擾乱推定を行う技術の開発と実証を行う(図1)。

また、MUレーダーなどの大型大気レーダーは送受信スイッチングによる制約のため境界層付近の観測ができないことが弱点となっている。これを外付けアンテナによりバイスタティック観測する試みは従来から行われているが、境界層観測がアンテナ近傍界となることなど含め観測モデルを厳密に考慮した観測、解析はなされていない。本課題では、バイスタティック受信系を用いる場合について、レーダーインバージョン法により厳密な解を求め、境界層から中層、超高層大気へと連続的に乱流特性の解析を行う技術の開発を行う。

西村耕司: 2020(令和2)年度生存圏ミッション研究 図図1. (左)レーダーを用いた従来法によるドップラー速度の推定値.(右)新手法による3次元速度ベクトル場の推定値.

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2020年8月13日作成

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