別紙様式２ 名古屋大学地球水循環研究センター 共同研究報告書 平成２７年３月６日 名古屋大学地球水循環研究センター長 殿 申請者（研究代表者） 所属機関 ＿獨協大学 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 職 ＿教授 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 氏名 ＿中村健治 ＿＿＿＿＿＿＿＿ e-mail [email protected] 下記の共同研究について、別紙の通り報告します。 １ 研究課題 リモートセンシング・数値モデリングの利用と高度化による メソ・マイクロスケール大気・海洋現象に関する共同研究 ２ 研究組織 氏名 代表者 所属 獨協大学経済学部 国際環境経済学科 分担者 センター対応教員 坪木和久、森本昭彦、 篠田太郎、大東忠保、 上田博 ３ 研究内容 （別紙） 職 教授 分担研究課題 降雨の衛星からのリモートセンシン グに関する研究 （別紙） 課題： 降雨の衛星からのリモートセンシングに関する研究 研究目的 降水はメソスケールで大きな変動があり、メソスケールでの降水システムの構造は衛 星からの観測の精度に大きな影響を与える。また逆に衛星からの観測データがメソスケ ール降水システムの構造の理解への一助となっている。昨年（2014 年）３月に全球降水 観測計画（GPM）の主衛星が種子島宇宙センターから打ち上げられた。本衛星には我が 国が開発した二周波降水レーダ（DPR）が搭載されている。このDPR による降水データの 地上検証について HyARC の MP レーダまた新規に整備される Ka 帯レーダのデータの 利用を検討する。 研究内容 全球降水観測計画（GPM）では JAXA は主衛星の打ち上げ、またそれに搭載される二周 波降水レーダ（DPR）を開発し搭載している。主衛星は昨年（2014 年）2 月に打ち上げられ 順調に稼働している。DPR には 35GHｚ帯レーダがあり、そのための地上実験も行われてい る。名古屋大学地球水循環研究センターには今年度 35GHｚ帯のミリ波雲レーダが整備さ れた。名大の雲レーダも同じ周波数帯であるため、その概要と利用方法を検討した。 DPRの検証ではまずは同期観測によるデータ確認が必要である。DPR の Kaレーダはそ の走査幅は 125km と狭く同期観測の機会は少ない。また同期の時に降水がなくてはならな いので観測機会は非常に限られる。1 か所で１回／月程度と予想される。国内には 35GHz レーダは、名大で今回整備され同様のレーダが防災科研にも整備されて増えたとはいえ、 数が少ない。同期観測では衛星の飛来時刻は正確に分かり、またほとんど瞬時値のみが 必要であるので、仮りに他のミッションで観測中であっても5分から10分の中断観測で十分 である。むしろ特殊運用のための作業の方が問題となる。 同期観測からは降水の鉛直プロファイルの比較が目標となる。観測方向が上方／下方と 反対であるので、弱い降水では直接比較ができるが、強い降水では直接比較はできない。 しかしその場合でも降雨減衰の現れ方から検証ができよう。現在も同期観測を少し行って いると聞いているが、継続を要望している。図は現在 JAXA が蔵王で行っている Ka レーダ 実験での例である。地面からの高度 2km 以下で降水があり、地上レーダ側に大きなバイア スがあるが、衛星搭載レーダのプロファイルの形状とは定性的には合っていることがわかる。 このようなデータが数多く必要である。 実際の overpass 時の同時観測では、名大雲レーダは RHI を衛星の cross track 方向に取 ると衛星データとの対応に都合がよい。また X 帯のレーダの同時 RHI 観測も可能である。 これができると衛星搭載レーダは Ku/Ka 帯の２周波数なので、より多面的な比較ができると 考えられる。 DPR の地上検証では現在山形県の蔵王で融解層を目標とした地上の２台の Ka レーダ 実験が行われている。この実験では融解層を間に挟んだ観測を行っている。氷晶、乾雪か ら湿雪、融解途中の雪、そして融解直後の雨、等の Ka 帯電波の散乱・減衰特性を観測から 求めることを目的としている。この実験では二つのレーダのビームを完全対向させることが 必要であるが技術上・観測上の制約から少しビームをずらせている。このずらしがデータの 質に大きく影響していることが判明している。名大の Ka 帯レーダは使用周波数が同じ Ka 帯であるが若干異なっているため同時使用ができよう。とはいえ RF 帯の LNA などは帯域 が広いと考えられるので検討は必要である。また名大レーダはアンテナの方位角・仰角は 0.1 度以下の精度で制御可能であるので、対向観測に使用できる可能性がある。名大レー ダの距離分解能 75m は若干長いが余り問題にはならない。また偏波機能があるので、これ は融解状態などへの貴重な付加情報となる。一方、名大雲レーダは３トン以上の重量なの で、運搬・設置は十分に考える必要がある。 図 GPM/DPR の JAXA Ka レーダの同期観測時のレーダ反射因子の鉛直プロファ イル。左：GPM/DPR。小さい点は補正前のデータ、大きい点は降雨減衰補正や地面 クラッタチェックが施された後のもの。右：JAXA Ka レーダによるプロファイル。 高度 5km 以上で一見エコーが強くなっているように見えるが、 これはノイズである。
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