「メソ対流系の構造と発生・発達のメカニズムの解明」

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1 「メソ対流系の構造と発生・発達のメカニズムの解明」
航空機観測班会合＠名大水圏研 on 2000 Dec. 4 (by Shinsuke Satoh) 科学技術振興事業団 戦略的基礎研究 　「メソ対流系の構造と発生・発達のメカニズムの解明」 冬季日本海メソ対流系観測-2001 ＣＡＭＰＲ観測飛行計画案 観測全体スケジュール ＜航空機班＞ B-200 [CAMPR] 1/8-2/1 (通信総研) 観測20h (戦略)、テスト1h＋観測9h (CRL) (注) フライト毎にどちらの予算で飛ぶかはっきりさせること G-II [SPIDER+ PMSプローブ] 1/9-2/2、(通信総研、気象研) 　 テスト1h (戦略)＋観測20h (戦略) CitationV [DropSonde] １月中？ (名大水圏研) ロシア航空機[プローブ?] １月後半？(北大低温研)、 ウラジオ<-->佐渡(３往復?)、４高度 ＜地上班：レーダ、ゾンデ、プロファイラー他＞ 全体としては、 1/12-1/19 & 1/25-2/01がIOP (集中Sonde観測) January February 2001 Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa Japan Science and Technology Corporation - Core Research for Evolutional Science and Technology (JST-CREST) Studies on structure and formation/development mechanisms of mesoscale convective systems Original: Winter MCSs Observations over the Japan Sea (WMO over Japan Sea) My suggestion: Winter MCSs Experiments over the Japan Sea (WinMEX-2001)

2 観測飛行スケジュール 前半： 1/8-1/17、新潟空港ベース、６～８フライト 後半： 1/23-2/1、名古屋空港ベース、４～６フライト
　　・日本海沖合（新潟沖、能登半島沖）が中心 ・実際にフライトする日数は４～７日程度 後半： 1/23-2/1、名古屋空港ベース、４～６フライト ・北陸沖、若狭湾、山陰沖(TRMM同期)が中心 ・実際にフライトする日数は３～５日程度 戦略基礎 ２０時間： ２時間３０分×８フライト ＣＲＬ １０時間： ２時間１５分×４フライト １時間×１フライト（テスト飛行） 花土弘 (1) 1/06-1/08 ( 3days): 地上試験、テスト飛行 (2) 1/23-2/01 (10days): 後半観測飛行 佐藤晋介 (1) 1/08-1/17 (10days): 前半観測飛行 中川勝広 (1) 1/08-1/17 (10days): 前半観測飛行 実際の予定スケジュール 12/25(月) or 26(火)： CAMPR機材搬出（鹿島→名古屋） 1/4(木)、5(金)： B200へCAMPR搭載 by 中日本 1/6(土)、7(日)、8(月)： 花土さんによる地上チェック、テストフライト ・トラブルがなければ、1/8(月)から観測飛行が開始できる状態になり、 後は天気次第で観測開始日を決定する。もし、トラブルがあったり 引き継ぎが必要な場合は、必要で応じて佐藤が名古屋にすぐかけつける。 ・前半観測飛行(佐藤・中川)は、最早で1/8-17、最遅で1/13-22 ・後半観測飛行(佐藤・花土)は、最早で1/18-27、最遅で1/23-2/1 ・遅くとも、前半観測飛行は1/12(金)または13(土)までには始めなければいけない ・できる限り、前半観測飛行で多くのフライトを行う （良い条件の時に沢山飛ぶ）

3 観測目的 (A1) Off-shore観測（日本海上の雪雲） (A2) Along-shore観測（平野部、山岳部の雪雲）
　・ 日本海上沖合の雪雲の構造（気流構造を含む） 　　 －沖合の雪雲のレーダ観測例はほとんどない 　・ 寒気の吹き出しにともなう混合層と雪雲の発達過程 　・ 海上における降水の生成と成長過程（雲物理） (A2) Along-shore観測（平野部、山岳部の雪雲） 　・ 海岸線や山岳で強められる降雪のメカニズム 　・ 地上レーダでは見えない山岳降雪の構造 　・ CAMPR-Dで算出される３Ｄ風速ベクトルの検証 （地上dual-Doopler観測結果との比較） ・ 地上レーダのキャリブレーション (A3) G-II, CitationV, TRMMとの同時観測 ・ 雲物理観測（降水粒子の形状、サイズ、落下姿勢） ・ CAMPRの偏波観測データとプローブ観測結果の比較 ・ 雲粒子から雪片や霰への成長（using SPIDER data） ・ 雪雲に対するTRMM PR性能の検証 (Others) 飛行コースや場所に依存しないもの ・ ATMOS-A設計開発に必要な雪雲観測データの収集 ・ 雪雲に対するCAMPRの性能や可能性の検証 　　 －IQモード観測(+FFT)で得られるドップラースペクトルによる 降水粒子落下速度分布から粒子形状・サイズ分布の推定 　　 －偏波観測データ(アンテナ角60°程度のZDR、NadirのLDR, ρＨＶ）

4 CAMPRの長所と短所 ・ 海岸線から離れた沖合での観測が可能 ・ 詳細な鉛直構造の観測が可能（Nadirのみ）
→ 地上設置レーダでは観測不可能 ・ 詳細な鉛直構造の観測が可能（Nadirのみ） ・ Dual-beam 観測で３次元風速場の算出が可能 → ただしアルゴリズムが未完成、Nadir鉛直断面であればＯＫ ・ ２重偏波観測が可能 （ZDR, LDR等） ・ データ収集部の改修によって高速データ転送 が可能になり、ＩＱモード観測が現実的になる → ドップラースペクトル、ρＨＶ(0)、φＤＰ、 KDP ・ １回の飛行時間は３時間以内、日中のみ → 雪雲の時間変化を観測することは困難 ・ アンテナを大きく振っても狭いレンジでしか 観測できず、鉛直分解能も悪い ＣＡＭＰＲ－Ｄ主要緒元 送信周波数（波長） 13.8GHz (2.17 cm) 送信出力(送信管) 2 kW (TWTA) ＰＲＦ 2, 4, 8 kHz パルス幅 0.5, 1.0, 2.0 μｓ 送信パルス H, V, HV, HHVV アンテナビーム幅 6.2～7.1° アンテナ走査角度 -60～+85 deg アンテナ走査速度 0～17 deg/s 航空機巡航速度 62～128 m/s

5 飛行高度、観測範囲、空間分解能

6 観測飛行可能エリア ＦＩＲ 140E, 45N 135E, 40N 130E, 35N 防空識別圏（ADIZ） 飛行情報区（ＦＩＲ）

7 Flight Simulation using GMS in Jan 1999
99/01/07,03Z 99/01/09,03Z (1) 名古屋→新潟、日本海上のPolar low の南北横断観測. FIP境界に沿った南西 向きパスは ±60 dual-mode、北向きと 東向きパスは IQ-mode Nadir、富山から は海岸線から20 km 離れて±60 dual- mode. 飛行高度はすべて8 km. (4) Ｌモードの雲の横断観測. できる 　限り長く直線飛行を行えるコースを 選ぶ. 新潟から北北西へFIP境界 まで飛び、Ｌモード筋状雲の走向 （吹き出し方向）に直行するように 南西に飛んだ後、富山まで東進. 基本的にすべてNadir固定. 99/01/08,00Z 99/01/08,03Z (2) Ｔモード筋状雲の観測. 新潟→上越 までは内陸を通って±60 偏波-mode. Ｔモードの走向に直交するパスは ±60 dual-mode. FIPに沿ったパスは Nadir IQ-mode 、日本海収束帯の 背の高い雲を通り過ぎたら南東へ、 Ｔモードの走向に沿った北東向きの パスは±60 dual-mode. 途中の 寄り道はNadir dualでロール状対流 が見えるか？ 後は±60 dual-mode. (3) Ｔモード筋状雲と日本海収束帯の 観測. 午前中は積分モード中心だった ので、午後はNadir IQ-mode中心と する. 山陰沖から収束帯の背の高い 雪雲に沿って北陸内陸まで飛ぶ. 引き 返す際だけは、±60 dual-mode. また、 B200が飛んだコースをG-IIに 連絡して、追い越すように飛んでもらう. 　 飛行高度はすべて5 km.

8 TRMM data on 99/1/8

9 観測体制・その他 地上支援・機材 ＦＤＳ／ＰＯＳ その他必要なこと ・観測飛行中に、新潟空港から地上レーダエコーの位置やＧＭＳ
雲画像で発達したバンド雲の位置(できれば飛行コース)を指示 してくれる人を確保したい。名古屋空港も同様。 ・ Dekita-kun専用 Win95 NotePC (CRL小金井で受信するデータを PHSまたは通常電話回線によるネットワークで使用する）. FAX？ ・ 予備(１日２フライトの場合は２回目用)のCAMPRデータ収集用 new-NotePC(Let‘s note, portable CD-R付き)．LANケーブル・ハブ ・ バックアップ用外付けHDD(30GB?、今回の改修でデータ転送が ５～１０倍になるので、データ量見積もりの再チェックが必要) ・ 観測データチェック用(特にIQデータ)のLinuxPC (できればNotePC） なければDesktop PC+液晶Display) ＋ 8mm-Drive？ ・予備のＴＷＴＡ：１台 or ２台(故障時は名古屋に戻る方がBetter？) → 上記の機材は、すべてB200に積んで新潟空港に直接運ぶのが Better.　 荷物が多い場合は、中日本の新潟に行く整備の人に コマーシャルラインを使ってもらう. ＦＤＳ／ＰＯＳ ・ＦＤＳ： 機械式ジャイロ＋ピトー管(0.1sec)、GPS(1sec) ・ＰＯＳ： 光ファイバージャイロ（50Hz）＋Differential-GPS ・POSの再解析データ(2wayのDif-GPSを使って、50HzでGPS時刻、 緯度、経度、高度、北／東／下向き速度、ロール、ピッチ、ヘッド） で、少なくとも積分データ(1/8000*256*2=0.064sec)のドップラーは 補正可能。IQデータ(8kHz)については要検討 → 観測終了後なるべく早く、中日本に作ってもらう その他必要なこと ・ 飛行コースを決めるグリッドマップ作成、地上レーダ等の位置 ・ 新潟空港格納庫？でのＰＨＳ受信エリア／電話回線の確認. ・ 連絡網（緊急連絡先と経路を含む）、地上サイトの連絡先. ・ G-II(SPIDER, Probe)との連絡方法.