仮温度 - NICT

沖縄443MHz WPR/RASS
の観測データ品質について
佐藤晋介（NICT）、古本淳一（京大生存研）
２０１１年６月２４日
科研費研究「局地豪雨予測のための先端的データ同化と雲解像アンサンブル手法に関する研究」
平成23年度第１回研究集会
４４３ＭＨｚＷＰＲ／ＲＡＳＳ観測
RASS (Radio Acoustic Sounding System)
400MHz帯WPR/RASSの観測シーケンス
[1] spano13 1.33us, 75-range bin (7.5km) ⇒ 高分解能の風速
[2] spano20 2.0us, 120-range bin (18km) ⇒ 高感度の風速
[3] rasso20 2.0us, 70-range bin (10.5km) ⇒ 気温（仮温度）
rasss13 1.33us single-pulse, 70-range bin (2009/1/14～)
・５ビーム（天頂・北・南・東・西）で約81秒
・ [1][2][3]合わせて平均243.7秒＝ 4分04秒
東
真上
南
北
音波と電波を併用して
大気温度を測定
cs  K d Tv
cs 音速(m/s)
Kd 定数
Tv 仮温度(K)
RASSエコーを受信
するためのブラッグ
条件
１９台のスピーカ
（主風向風上側を使用）
ka  2ke
k a :音波波数
k e :電波波数
ＮＩＣＴ大宜味大気観測施設
西
ＲＡＳＳ観測データ同化に向けて
（１）データ品質管理
● これまでのデータ同化実験（川畑さん）は特定の解析事例のみ
 三上修論(2007/7/23)、ガーブ川(2009/8/19)、2010/8/14,17ほか
（実は）データ解析処理プログラム（アルゴリズム）が成熟しておらず、
解析事例によってチューニングが必要。長期データ処理のためには
プログラム改善に加えて、検証データが必要。
 とりあえず、これまでの解析例を見ながら問題点を整理
（２）夜間観測を含む定常的観測
● ＲＡＳＳ音源に関する研究会を開催＠６月６日、ＮＩＣＴ小金井
＜これまでのRASS試験観測＞
・2006/8/29-9/5, 11/6-9, 2007/1/14-16,
・2007/5/20～10/10
(欠測： 2007/6/18-25, 7/2-20, 9/19-22, 10/11～)
＜定常的なRASS観測実験＞
・2008/2/4～現在 ※昼間のみ(07～20JST)
夏季対流境界層の発達（２００８年６月２０日）
dB
HEIGHT (km)
m/s
℃
TIME (JST)
真上
ビーム
(a) 乱流エコー強度（水蒸気の鉛直勾配に強く依存） ⇒ 対流境界層のトップ
（と言われている）
(b) ドップラー速度 ⇒ 鉛直流（上昇流・下降流）
(c) 速度幅 ⇒ 観測体積内（～150m＠2.5km高度)の速度のばらつき ⇒ 乱流
(d) 仮温度（最大５ビームの平均）
仮温度プロファイル（２００８年６月２０日）
HEIGHT (km)
℃
℃/ km
HEIGHT (km)
HEIGHT (km)
仮温度の
鉛直勾配
Virtual Temp (C)
（温度減率）
Virtual Temp (C)
･高度３ km付近の逆転層は１４時には高度4 kmまで上昇 ← 積雲の発生・消滅？
・高度１.５ km前後の逆転層高度は、（対流境界層は発達するが）あまり変化しない
冬季大気境界層（２００９年２月１０日）移動性高気圧
m/s
HEIGHT (km)
dB
m/s
C
TIME (JST) 
各プロファイルの時間変化
仮温度（℃）
10JST
乱流強度（dB）
鉛直速度(m/s)
RASS snapshot
11:04
12JST
12:58
14JST
14:48
16JST
16:26
18JST
全ての
プロファイル
は、７観測
（２８分）平均
層状性降雨時のＲＡＳＳ観測（２００９年６月１５日）
1919JST
1931JST
1943JST
1955JST
降雨
エコー
乱流エコー
RASSエコー
降雨時のＷＰＲ／ＲＡＳＳ時間・高度断面
28 min averaged
Tv Profiles
HEIGHT(km)
dB
m/s
Vertical Vel (w)
C
Tv
← TIME (JST)
乱流エコー：高度2.5～2 kmにピーク
降水エコー：顕著な融解層（B.B）の下に強いエコー
上昇流：降雨時は降雨が弱い場所、高度1.5～2 kmより上空
Temperature (C)
仮温度：
・下層は高温・多湿（cold poolはなし）
・降雨域では高度1 kmに高温
・ 19:30以降、高度2.5 km に加熱域
仮温度プロファイルの時間変化（例）
低騒音型アレイスピーカー
Zenith
N-11
W-11
S-11
E-11
既存スピーカーとアレイスピーカーの音量比較（３分後に既存スピーカー１８台オフ。
時刻は３月６日、１９時４２分００秒からの経過時間（分：秒）
ＲＡＳＳ音量調査結果
×/×
遮音板＋金属フェンスで横方向
の音漏れ（騒音）は３０dB以上
下がったが、風下側の山の峰を
回折して伝わる音や逆転層で
反射（屈折）する音は防ぎようが
ない。
国道58号
⇒ 但し、音量としては音圧計で
計測できない程度なので、音源
の工夫で軽減できる可能性あり。
至名護
●
３７/○
●
●
○/△
大宜味大気観測施設
４８/４０ dB
●
●
４９/４２
●
４７/○
3 km
●
○/×
2010年6月5日 17:00-18:30
RASS音源に関する研究
会
山崎芳男、及川靖広 (早稲田大)
球面波
平面波
マルチセル型平板スピーカ
WASEDA EE W-3232
まとめ（今後の展望）
（１）データ品質管理
● データ解析処理プログラム（アルゴリズム）の改善
 急激な逆転層、季節毎の違い等の調査、
スクリーニング方法（ＳＮＲ、連続性）の検討
● 長期データ解析処理と検証データ
 ゾンデ観測＠恩納センター、地上気象観測、
現業ＭＳＭ（定圧面？）との比較
（２）夜間観測を含む定常的観測
● ＲＡＳＳ音源に関する研究会を開催＠６月６日、ＮＩＣＴ小金井
 次回、７／９＠本庄早稲田で平面スピーカー
実験の視察

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