Development of lightning prediction technology by muon observations

μ介子观测闪电预报技术的发展

基本信息

批准号：
22K14453
负责人：
和田有希
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14453/
关键词：
雷放電ミューオン電場雷予知雷雲気象観測

项目摘要

落雷は時として火災や電子機器などの故障を引き起こす脅威であり、落雷が生じる前にそれを検知する雷予知が可能となれば、事前対策などによって被害低減が期待される。しかし現段階では雷放電を引き起こすような雷雲中の強電場領域のリモートセンシング手法が確立しておらず、有効な雷予知の手段は存在しない。本課題では高エネルギー粒子、特に二次宇宙線のミューオンに着目し、地上からのリモートセンシングで雷雲内の強電場領域を探知し、雷予知への有効性を探る。2022年度はプラスチックシンチレータと半導体光センサーを利用したミューオン検出器を制作した。11月には1台を石川県金沢市に展開し、冬季雷における観測を実施した。観測運用は11月から翌3月まで継続し、またミューオンの観測のみならず地上電場やガンマ線の同時観測も実施した。3月に観測機器を撤収し、データの解析を進めている。これらミューオンの観測に加え、これまで石川県で観測されてきた放射線のデータを元に、雷雲中に強い電場が存在する場合の総観気象場について調査を行った。総観気象場は主に4つのパターン、寒気移流型、極低気圧型、小低気圧直撃型、寒冷前線通過型に分類され、特に寒気移流型と極低気圧型が地上で放射線が観測されやすい条件であることを明らかにした。また放射線が観測されなかった事例の解析も行い、主に気温場の観点から、地上で放射線が観測されやすい気象場・されにくい気象場を明らかにした。

雷击是一种威胁，有时会导致火灾和电子设备故障，如果可以通过在雷击发生之前检测到雷击来预测雷击，那么预计可以通过主动措施减少损失。然而，目前尚未建立雷云中引起雷电放电的强电场区域的遥感方法，也没有有效的雷电预报方法。在这个项目中，我们将重点关注高能粒子，特别是介子（一种次级宇宙线），并利用地面遥感探测雷云内的强电场区域，并探讨其在预测闪电方面的有效性。 2022 年，我们使用塑料闪烁体和半导体光学传感器创建了 μ 子探测器。 11月，一支部队被部署到石川县金泽市，进行冬季闪电观测。观测工作从11月持续到次年3月，除了观测μ子外，还同时进行了地面电场和伽马射线的观测。观测设备已于三月份拆除，数据分析正在进行中。除了这些μ子观测之外，我们还根据迄今为止在石川县观测到的辐射数据，研究了雷雨云中存在强电场时的天气气象场。天气气象场主要分为冷空气平流型、极地气旋型、小气旋直击型、冷锋通过型四种型态。很明显，条件很简单。我们还分析了未观测到辐射的情况，主要从温度场的角度明确了哪些气象场更容易观测到地面辐射，哪些气象场不太可能观测到。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Gamma-Ray Glows in Winter Thunderstorms: Catalog Analysis and Multi-Sensor Observation

冬季雷暴中的伽马射线发光：目录分析和多传感器观测

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Wada;T. Enoto;K. Nakazawa;M. Kubo;T. Yuasa;D. Yonetoku;T. Sawano;G. Okada H. Nanto;T. Shinoda;Y. Sato;T. Ushio;G. S. Diniz;K. Makishima;H. Tsuchiya
通讯作者：
H. Tsuchiya

Synoptic meteorological conditions of gamma-ray glows in winter thunderstorms