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。

闪电袭击有时是造成火灾，电子设备等的威胁，如果闪电预测在发生雷击之前检测闪电，则有望通过提前措施减少损害。但是，在此阶段，没有远程感应方法可以在雷云中强大的电场区域引起闪电，并且没有有效的方法来预测闪电。这项任务的重点是高能颗粒，尤其是次级宇宙射线的臂线，并通过从地面遥控感检测到雷云中强的电场区域，并探索了它们预测闪电的有效性。在2022年，我们生产了使用塑料闪光灯和半导体光学传感器的万能探测器。 11月，一辆汽车部署在伊西川县的金泽城，在冬季闪电期间进行了观察。观察行动从11月到次年的三月继续进行，不仅进行了MUON观察，而且还对地面电场和伽玛射线进行了同时观察。三月份删除了观察设备，并正在进行数据分析。除了观察到这些muons外，我们还基于在Ishikawa县观察到的辐射数据，对Thunderclouds中存在强场上的电场时进行了一项调查，直到现在。概要气象场主要分为四种模式：冷对流类型，极低的压力类型，小旋风直接命中型和冷前传递类型，并且发现冷的对流类型和极低的压力类型尤其是在地面上可能会观察到辐射的条件。我们还分析了未观察到辐射的情况，并揭示了可能在地面上观察到辐射的天气区域，主要是从温度场的角度来看。

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