二重偏波レーダーを用いた新たな降水粒子判別手法の開発と雷・突風の前兆把握への応用

使用双偏振雷达开发新的降水粒子辨别方法及其在了解闪电和阵风迹象中的应用

基本信息

批准号：
19K23466
负责人：
梅原章仁
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Japan, Meteorological Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-08-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は，二重偏波レーダーデータを用いた新たな降水粒子判別手法を開発し，その手法を雷・突風事例に適用することで，前兆となる微物理構造の特徴を明らかにし，前兆把握への応用可能性を探ることを目的としている．2022年度においては，これまでに開発・改良した降水粒子判別手法を実事例に適用した解析を行い，以下①②③の実績を得た．①2022年6月2日，3日に関東地方に甚大な降雹被害をもたらした事例について，開発した降水粒子判別手法を適用した結果から降雹域を特定し，シチズンサイエンスの枠組み等により収集した地上被害域との比較を行った．その結果，推定降雹域は雹被害域と良く対応していること，大きな雹ほど降水軸から離れている傾向があることが分かった．これらの結果をまとめ日本気象学会にて発表した．②降水粒子判別手法の評価観測を実施した．昨年度に引き続き上空の降水粒子を直接撮像する降水粒子ゾンデと二重偏波レーダーの同期観測を実施し，レーダーで雪（強）と判別していた領域が実際には数濃度もしくは粒径の小さい霰である場合があることを明らかにした．また，下層正電荷の生成メカニズムや雹の生成メカニズムに重要な，凍結雨滴，融解霰などの固形降水に紐づく二重偏波データを得ることに成功した．③降水粒子判別結果を用いた発雷予測指標の開発に向けた電荷構造の生成メカニズムに係る研究を深化させた．夏季の典型的な雷を伴う積乱雲に対して，三次元放電路標定観測装置の解析から得られた電荷分布構造と開発した降水粒子判別手法の判別結果の比較を行い，降水粒子判別結果の妥当性とともに，発雷ポテンシャルの推定に重要な電荷分布と降水粒子の対応及びそこから考察される下層正電荷の生成機構をまとめて国際学会・国内学会で発表した．

本研究开发了一种利用双偏振雷达数据的新的降水粒子辨别方法，并将该方法应用于闪电和阵风情况，以阐明作为前兆的微物理结构的特征，并了解前兆。探索应用的可能性2022年度，我们将开发并改进的降水粒子判别方法应用于实际案例进行了分析，得到了以下结果：（1）、（2）和（3）。 ① 对于2022年6月2日至3日在关东地区造成严重冰雹损害的事件，根据应用开发的降水粒子判别方法的结果确定了冰雹区域，并使用公民科学的框架收集了地面损害等与面积进行了比较。结果表明，估算的冰雹面积与冰雹受损面积吻合较好，且较大的冰雹往往距离降水轴较远。这些结果被总结并提交给日本气象学会。 ② 对降水粒子判别法进行了评价观测。继去年之后，我们利用直接对天空中的降水粒子进行成像的降水粒子探空仪和双偏振雷达进行了同步观测，发现雷达判定为积雪（大雪）的区域实际上有几个浓度。或粒径较小的情况下，有可能是冰雹。我们还成功获得了与冻结雨滴和融化冰雹等固体降水相关的双偏振数据，这对于下层正电荷的形成机制和冰雹的形成机制具有重要意义。 ③深化电荷结构生成机制研究，开发利用降水粒子判别结果的闪电预报指标。针对夏季典型雷暴天气的积雨云，将三维放电路径定位观测装置分析得到的电荷分布结构与所开发的降水粒子判别方法的分类结果进行比较，验证了降水粒子判别方法的有效性。除此之外，我们还总结了对于估算雷电势很重要的电荷分布与降水粒子之间的对应关系，以及由此考虑的较低正电荷的产生机制，并在国际和国内进行了介绍。会议。