佐藤晋介（NICT）、古本淳一（京大生存研） 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」

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1 佐藤晋介（NICT）、古本淳一（京大生存研） 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」
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

2 ４４３ＭＨｚ ＷＰＲ／ＲＡＳＳ観測 １９台のスピーカ （主風向風上側を使用） 400MHz帯WPR/RASSの観測シーケンス 真上 東 南
[1] spano us, 75-range bin (7.5km) ⇒ 高分解能の風速 [2] spano us, 120-range bin (18km) ⇒ 高感度の風速 [3] rasso us, 70-range bin (10.5km) ⇒ 気温（仮温度） rasss us 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 RASS (Radio Acoustic Sounding System) 真上 東 南 西 北 音波と電波を併用して 大気温度を測定 RASSエコーを受信するためのブラッグ条件 　 :音波波数 　　:電波波数 １９台のスピーカ （主風向風上側を使用） cs 音速(m/s) Kd 定数 Tv 仮温度(K) ＮＩＣＴ大宜味大気観測施設

3 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
　● 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)

4 夏季対流境界層の発達 （２００８年６月２０日） (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
dB m/s HEIGHT (km) ℃ TIME (JST) (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 (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） 真上 ビーム （と言われている）

5 仮温度プロファイル （２００８年６月２０日） 仮温度の鉛直勾配 （温度減率）
℃ HEIGHT (km) ℃/ km 仮温度の鉛直勾配 （温度減率） HEIGHT (km) HEIGHT (km) Virtual Temp (C) 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

6 冬季大気境界層 （２００９年２月１０日） 移動性高気圧 m/s dB m/s HEIGHT (km) C TIME (JST) 

7 各プロファイルの時間変化 仮温度（℃） 乱流強度（dB） 鉛直速度(m/s) RASS snapshot 10JST 12JST 14JST
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

8 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
RASSエコー 乱流エコー 降雨 エコー

9 降雨時のＷＰＲ／ＲＡＳＳ時間・高度断面 ← TIME (JST) HEIGHT(km) Vertical Vel (w) Tv
28 min averaged Tv Profiles dB m/s HEIGHT(km) Vertical Vel (w) C Tv ← TIME (JST) Temperature (C) 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 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

10 仮温度プロファイルの時間変化（例）

11 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）

12 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
×/× 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。 ⇒ 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。 ● ３７/○ ○/△ ● ● ４８/４０ dB 大宜味大気観測施設 ● ● ４９/４２ ● ４７/○ 国道58号 3 km ● ○/× 至 名護 2010年6月5日 17:00-18:30

13 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

14 まとめ （今後の展望） （１） データ品質管理 （２） 夜間観測を含む定常的観測
　 ● 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