電磁波（電波・光）を用いた大気観測

国内、海外への展開
信楽MU観測所
(34.8N, 136.1E) RISH
定常気球観測点
4回生宇治地区研究室見学会配付資料
キャンペーン
観測
津田研究室
ガダンキMSTレーダー観測
所、インド(13.5N,
9.2E)ISRO/NARL
沖縄亜熱帯大気計測
技術研究センター
(26.7N, 128.1E9) NICT
赤道大気レーダー(EAR), インドネシア
(0.2S, 100.3E), RISH and LAPAN
主なプロジェクト
グローバルCOEプログラム「極端気象と適
応社会の生存科学
大学間連携プロジェクト「超高層大気長期変
動の全球地上ネットワーク観測・研究」
(地球電波工学講座・地球大気計測分野）
生存圏研究所・生存圏診断統御研究系・大気圏光電波計測分野
２１世紀は、地球環境の時代といわれている。ところが、地球環境変動を測定し監視
する技術はまだまだ発展途上である。本研究室では、電子工学・通信情報の最新技
術を地球大気科学に応用することに取り組んでいる。独創的な計測装置を開発して、
地球大気情報を収集し、地球環境変化の科学的解明に貢献することを目指している。
スタッフ：
津田敏隆教授、林寛生特定准教授、古本淳一助教
Sujata Kovalam 外国人客員教授、
佐藤一敏 GCOE研究員、矢吹正教特定研究員
N.V. Rao 外国人研究員、橋口典子非常勤研究員
はじめに
津田研の特徴
■ レーダーの新しい応用、さらに音波、光学、信号・情報処理など新技術を開拓
最新の電子技術を「こういうものに応用したい」という視点で取り入れてゆきます。
■ 国際的な研究展開を拓く、機動力と国際協調性
教員が海外に出向くことはもとより、学生にも積極的に海外観測や国際学会発表、
国際共同研究に参加してもらいます。
■ ハードもソフトも
ハードやシステムの開発をやりたい人、プログラミングが好きな人、旅行好きで移動観測
に興味のある人、皆それぞれテーマを見つけることができます。
■ 幅広い研究協力
生存研の各研究室、特に山本研と塩谷研とは、ディスカッション、研究会、輪講などで
相互に協力しています。さらに、国内外の多くの研究機関と共同研究を行っており、
学生もそれに参加する中で、幅広い視点を身につけることができます。
コンタクト
もっと詳しく話を聞きたい、見学をしたいという人は、
津田(Tel: 0774-38-3804)または古本（Tel: 0774-38-3812) まで
電子メールの場合は、[email protected] (津田）、[email protected] (古本）
研究室のホームページ http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/labs/tsuda_lab/
■ 地球温暖化により緩やかに気候が変化するだけ
でなく、激しい異常気象の頻度と強度が増える。こ
れら「極端気象」の科学理解と社会適応策の検討が、
安心・安全で快適な社会を維持しつつ、人類が持続
的に生存するのに重要である。
■津田研究室では、電磁波工学・通信情報科学を基
礎に、大気環境を精密に計測する技術開発を進め、
国内外での拠点観測および衛星観測を実施している。
特に、電磁波（電波・光）が大気中を伝播する際に
起こる現象（散乱、屈折・遅延、放射等）を活用し
独創的な大気計測技術を開発している。
人工衛星からのリモートセンシング
気球・ロケットなどに
よる直接測定
■また、大気環境に関する大量かつ多様な観測デー
タを収集・解析するシステム開発に取り組んでいる。
■グローバルCOEプログラム「極端気象と適応社会
の生存科学」(H21-25年度)、大学間連携プロジェク
ト「超高層大気長期変動の全球地上ネットワーク観
測・研究」(H21-26年度)をはじめ、多くの国際・国
内共同研究計画を推進している。
地上センシングネット
ワーク
電波・光による地上からのリモートセ
ンシング
電磁波（電波・光）を用いた大気観測
電磁波は、地球大気中を
通過する際に屈折、遅延、
散乱、放射などのさまざま
な影響を受けます。リモー
トセンシングではこれを利
用することで大気状態を測
定します。
電波・光・音波複合観測
信楽MU観測所を中心に、電波・光・音波を組み合わせた、世界的にも先端的な観
測システムを開発しています。開発した測器は国内外に展開して、大気環境をモニ
ターしています。
情報通信分野
AMラ
ジオ
FMラジオ、
TV地上波
携帯電話
無線
LAN
携帯電話
大気観測分野
赤外
通信
衛星放送
（BS、CS）
GPS測位
GPS掩蔽
GPS気象・電離層測定
大気屈折
大気・電離層遅延
屈折
遅延
MUレーダー、
赤道大気レーダー
乱流散乱
RASS
音波散
乱
散乱
放射
レイリー、ミー、
ラマン、共鳴散乱
雨滴・霧
散乱
乱流散乱
流星飛跡
反射
雨滴・霧
散乱
境界層
レーダー
流星レーダー
ライダー
航空機
レー
ダー
ミリ波
レー
ダー
中波帯レー
ダー分反射
大気光
イメー
ジャ
水蒸気衛星観測
アイオノゾン
デ電離層反射
マイクロ波放射計
(6,10,18,23,35,50GHz)
雲・水蒸気
衛星観測
50MHz
800MHz
1.3G
Hz
2.4,
5GH
z
1.2,-1.
6GHz
1112GHz
電波(周波数)
35G
Hz
95GHz
0.415μm
世界に誇る大気観測用大型VHFレーダー。
光・音波を組み合わせた観測や多チャン
ネルイメージングによるさらなる新展開を
図っています。
中心周波数46.5MHz, ピーク出
力 1MW 、アンテナ直径103m 、
475本の八木アンテナからなる。
大気発光
赤外放射
2MH
z
MUレーダー
（滋賀県甲賀市信楽町）
630 ,55
7.7nm
寒冷前線の模式図
532nm
RASS(Radio Acoustic
Sounding System)
光(波長)
GPSによる大気観測
音波が作る粗密をレーダーで
検出して音速を測り、気温と水
蒸気量を計測します。数少ない
全天候型の連続観測手段で本
研究室で開発され世界に展開
されつつあります。
GPS電波を用いた大気計測法の開発と地球環境の
総合観測を行っています。
高度
（GPS：衛星から発射される電波の伝播時間から距離を求める
全球衛星測位法）
2009年7月21日山口県防府市を襲っ
た集中豪雨を、国土地理院の電子基
準点（GEONET)でとらえられた
対流圏遅延量から求めた可降水量
の時間変化。水蒸気の時空間分布
をはっきりととらえることができます。
日本国内には、現在約1300点の電
子基準点（GEONET)がGPS電波を受
信して、リアルタイムに地殻変動監
視情報を提供しています。
GPS電波の
伝播経路の
偏角
GPS受信機
を搭載した
LEO衛星
寒気
RASSによって寒冷前線の内部
の微細な構造をはじめて観測
することが可能になりました。
搬送波位相の計測で
ｍｍオーダーの精度が
達成目標で、大気によ
る遅延・屈折が最終的
誤差要因ですが、これ
を逆用すると、水蒸気
量、気温、電子密度が
測定できます。
電波経路の
接点（測定
点）
GPS掩蔽（COSMIC）による気温プロファイル
(2006年11月25日)
気球(橙) : Kuching, Malaysia(1.5N, 110.4E, 11:39UTC)
COSMIC : #49プロファイル(2.5N, 112.6E, 10:12UTC)
本研究の解析(緑実線)/UCARの解析(緑点線)
COSMIC ; #50プロファイル(0.6S, 114.0E, 10:25UTC)
本研究の解析(青実線)
比較のため、5Kずつ横軸をずらしている。
暖気
時間
LIDAR
レーザー光を大気に発射し、散
乱される微弱な光を望遠鏡で受
信することで大気の状態を測定
することができます。
雲や大気の塵だけでなく、気温
や、水蒸気などの微量分子も即
適できます。
GPS電波
GPS衛星
大型のライダーだけでなく、機
動観測に適した小型のライダー
も用いた大気観測を推進してい
ます。
信楽ＭＵ観測所の最大級のラ
イダー装置
可搬型の小型ライダー

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