衛星観測に基づいた温帯低気圧に伴う豪雪帯の降水微物理構造と大気構造の解明

基于卫星观测阐明温带气旋强降雪区降水微物理结构和大气结构

• 批准号: 20J14034
• 负责人: 秋山 静佳
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14034/
• 关键词: 衛星降水観測; 固体降水; 降雪バンド; レーダ観測

はじめに全球降水観測（GPM）計画主衛星搭載の二周波降水レーダ（DPR）を使って、雪やあられといった固体降水粒子の種類が特定できるか調査した．Ku帯のレーダ反射因子（ZeKu）と、DPRで新たに観測可能になったKu帯とKa帯のレーダ反射因子の比（DFR）の観測値を、雪、あられのそれぞれの降水モデルに基づいて再現、比較した．その結果ZeKuおよびDFRの再現された存在範囲は、雪事例とあられ事例のもので被りが見られ、DPR観測のみを用いてこれらの降水の種類を判別することの困難さが示唆された．そこで降雪バンドの降水微物理構造のうち降水の粒子密度に関する議論を保留し、降雪バンドのメソスケール構造に着目した事例の検出と解析を行った．当初は提供されているDPRデータのうち、強い固体の降水を判別するためのフラグであるflagHeavyIcePrecip（flagHIP）を使用して降雪バンドの検出を行う予定であったが、flagHIPを用いた解析では、降雪バンドが多数報告されている北アメリカ大陸上で事例が検出されなかった．そこで、アメリカ国内の地上レーダ観測網NEXRADで捉えた降雪バンド事例に対して、NEXRADとDPRの観測値の比較を行った．その結果、 flagHIPを判別する際に用いられる気温の閾値によって、アメリカ大陸上の降雪バンドが特定されていないことがわかり、flagHIPを用いない降雪バンド事例の検出方法を検討した．また、新しい手法で特定される降雪バンドの高度構造と、再解析データから算出した大気構造の対応を、北アメリカ大陸の降雪バンド事例で確認した．

首先，我们研究了是否可以使用全球降水测量（GPM）主卫星上的双频降水雷达（DPR）来识别雪和冰雹等固体降水颗粒的类型。 DPR新观测到的Ku波段雷达反射系数（ZeKu）和Ku波段与Ka波段雷达反射系数比（DFR）的观测值是根据雪和冰雹降水模型再现的。并进行了比较。因此，ZeKu 和 DFR 的再现范围在雪和冰雹情况之间重叠，这表明仅使用 DPR 观测来区分这些类型的降水很困难。因此，我们推迟了对雪带降水微物理结构中降水颗粒密度的讨论，并重点对雪带的中尺度结构进行了实例检测和分析。最初，我们计划使用flagHeavyIcePrecip (flagHIP)来检测降雪带，这是提供的DPR数据中用于识别强固体降水的标志，但在使用flagHIP进行分析时，在北美大陆没有检测到任何病例，那里有许多雪带被举报。因此，我们比较了美国地面雷达观测网NEXRAD捕获的降雪带情况的NEXRAD和DPR观测值。结果，我们发现用于确定 flagHIP 的温度阈值无法识别美洲大陆上空的雪带，因此我们考虑了一种不使用 flagHIP 来检测雪带情况的方法。此外，我们还确认了使用新方法识别的雪带高度结构与利用北美雪带实例再分析数据计算出的大气结构之间的对应关系。

项目成果

衛星搭載二周波降水レーダを用いた固体降水層における降水微物理特性の解析

利用星载双频降水雷达分析固体降水层降水微物理特征

• 发表时间: 2020
• 作者: 秋山静佳;重尚一
• 通讯作者: 重尚一

衛星搭載二周波降水レーダを用いた固体降水層における降水微物理特性の解析

利用星载双频降水雷达分析固体降水层降水微物理特征

• 发表时间: 2020
• 作者: 秋山静佳;重尚一
• 通讯作者: 重尚一