小型鉛直レーダ網を用いた豪雨・豪雪防災科学システムの構築

利用小型垂直雷达网构建科学的暴雨大雪灾害防御体系

基本信息

批准号：
20K05037
负责人：
椎名徹
金额：
$ 2.75万
依托单位：
National Institute of Technology, Toyama College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K05037/
关键词：
鉛直レーダ豪雨・豪雪防災科学

项目摘要

本研究では、小型鉛直レーダ網を活用した豪雨・豪雪発生機構の解明を行い、降水強度分布の高精度測定・予測を行う防災科学システムの構築を目的とする。小型鉛直ドップラーレーダを一定距離間隔にて３台配置し、レーダで囲まれた三角地帯内において、最大高度6000ｍまでの３次元空間内の降水現象を10秒間隔の時系列で捉える。更に、地上付近を落下する降雨および降雪粒子の形状、含水率と落下速度を測定し、降水雲から地上までの降雨・降雪過程を高精度測定し、降水粒子生起確率モデルにより降水強度予測を行う防災科学システムの構築を目指す。地上測定による降雨・降雪粒子の形状や落下速度等をもとに、種々の降水粒子の電磁波散乱特性を解明する。更に、大気圏下層の降水現象について高分解能にて時空間測定を行い、粒径・落下速度の分布を解析する。次に、降水粒子生起確率モデルを機械学習にて作成し、降水強度予測を行う。今年度は、光学式ディスドロメータParsivelおよびLPMによる降水粒子の粒径・落下速度、粒子種の測定を行った。更に、ドップラーレーダと同期測定を行った。次に、レーダによる後方散乱量とディスドロメータによる粒径・落下速度分布から、降水粒子の電磁波散乱特性の解明を試み、降雨・降雪粒子の後方散乱断面積を推定する手法を構築した。降雨粒子の場合において、本研究手法で推定した後方散乱断面積と扁平降雨粒子の数値解を比較し、提案手法の評価を行い良好な結果が得られた。更に、粒径・落下速度分布の十分統計量を利用した降水種の分類を試みたところ、良好な結果が得られた。

这项研究旨在使用小的垂直雷达网络阐明大雨和大雪的机制，并建立预防灾难的科学系统，以准确测量和预测降水强度分布。定期排列三个小的垂直多普勒雷达，在被雷达包围的三角形区域，在三维空间中的降水现象在10秒间隔的时间序列中捕获到最高6,000m的三维空间。此外，我们旨在建立一个预防灾难的科学系统，该系统可以测量降雨和雪颗粒落在地面附近的降雨速度和下降速度，并测量从降水云到地面的雨水过程，并使用降水粒子产生的概率模型来预测降水强度。各种沉淀颗粒的电磁散射特性将根据地面上测得的雨水和雪颗粒的速度下降来阐明。此外，对具有高分辨率的亚原子层中的降水现象进行了时空测量，并分析了粒度和跌落速度的分布。接下来，使用机器学习创建降水颗粒的发生概率模型来预测降水强度。今年，我们使用光学圆底射射线和LPM测量了沉淀颗粒的粒径，掉落速率和颗粒物种。此外，使用多普勒雷达进行同步测量。接下来，我们试图阐明雷达从反向散射量中的电磁散射特性，以及通过径于序列的粒径和滴速度分布，并构建了一种估算降雨量和降雪颗粒的横截面区域的方法。在降雨颗粒的情况下，我们比较了该研究方法估计的反向散射横截面区域与平面降雨颗粒的数值解决方案，并评估了提出的方法以获得良好的结果。此外，当尝试使用足够的粒径和下降速度分布的统计数据对降水物种进行分类时，获得了良好的结果。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

気象レーダデータを用いた降水種判別システムの改良

利用天气雷达数据改进降水类型判别系统

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Veeravinantanakul Apivut;Takahashi Ryohei;Agangi Andrea;Ohba Tsukasa;Watanabe Yasushi;Elburg Marlina A.;Ueckermann Henriette;Kanjanapayont Pitsanupong;Charusiri Punya;廣野幸里，椎名徹
通讯作者：
廣野幸里，椎名徹

一般ガウス分布の十分統計量を用いた降水種判別可能性

使用一般高斯分布的充分统计数据区分降水类型的可能性