400MHz帯ウィンドプロファイラとCOBRAで観測された台風0418号の鉛直構造

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1 400MHz帯ウィンドプロファイラとCOBRAで観測された台風0418号の鉛直構造
佐藤 晋介、北村 康司、 関澤 信也、 出世 ゆかり、中川 勝広 NICT沖縄亜熱帯計測技術センター Okinawa Island 偏波降雨レーダ（COBRA) 気象学会２００６年度春季大会 ５月２３日＠つくば国際会議場 400-WPR COBRA 400 MHz帯ウィンドプロファイラ 大宜味大気観測施設 名護降雨観測施設

2 研究の背景と目的 ＜研究の背景＞ ・沖縄本島を縦断した発達期の台風０４１８号の水平風速場については、ＣＯＢＲＡ観測結果を用いて報告（佐藤ほか, 2005春期大会） ・大気レーダ（MU、BLR、WINDAS）による台風の観測例は多いが、陸地の影響を受けていない熱帯・亜熱帯における観測例は少ない ・L-band WPR（WINDAS)観測は9kmまで、上層の構造は分からない（Teshiba et al. 2005, GRL) 1800JST 05SEP2004 [dBZ] 42 39 36 33 30 27 24 21 18 15 ＣＯＢＲＡで観測された台風０４１８号の反射強度と中心の移動経路 ＜本研究の目的＞ 　ＮＩＣＴ沖縄センターの観測装置（COBRA、 400MHz帯ウィンドプロファイラ＝WRP)のほぼ真上を通過した発達期の台風 ０４１８号の鉛直構造＜特に台風の眼の壁雲の鉛直気流構造＞を調べる COBRAサイトで観測された気圧・風速の時間変化とドップラー速度から推定された平均接線風速. （佐藤ほか, 2005春期大会 A460）

3 水平風速の時間・高度断面（３６時間） 400MHz-WPRで観測された 水平風速 → 時間 高度（km） SEP05-06, 2004 16
14 m/s 12 高度（km） 10 8 6 4 2 → 時間 00 (SEP05) 06 12 18 00 (SEP06) 06 12JST １０３０ＪＳＴ （０１３０Ｚ） １５３０ＪＳＴ （０６３０Ｚ） 　　 ２２３０ＪＳＴ （１３３０Ｚ） 　 ０３３０ＪＳＴ （１８３０Ｚ） 台風中心の移動速度： 沖縄上陸後まで～3.5 m/s（=12.5 km/h）、20JST以降は5～6 m/s （=20 km/h）

4 水平・鉛直風速の時間・高度断面（１２時間） 400MHz-WPR 高度（km） 高度（km） 12 (SEP05) 15 18 21
24JST m/s 高度（km） 12 (SEP05) 15 18 21 24JST ※ レベル３データ： ルーチン処理結果（１０分平均値）

5 ドップラースペクトル （鉛直ビーム） 400MHz-WPR 対流性降雨 弱い層状性降雨 ほとんど 降雨なし 降雨エコー ↓ 大気エコー
ドップラースペクトル （鉛直ビーム） 対流性降雨 スペクトルの広がりはＤＳＤ＋鉛直流 弱い層状性降雨 大気エコー ＋ 降雪エコー 降雨エコー ↓ スペクトル の広がりは ＤＳＤ 大気エコー ほとんど 降雨なし 観測範囲 ： 0.5～18 km パルス幅： 1.33μsと2.0μs （それぞれ５ビーム観測） 解析に用いたデータ： 2.0μs（150 m 分解能）の鉛直ビーム - ビーム幅3.3°（高度12 kmの観測水平スケール700 m） - 観測時間間隔は2分45秒毎（実際の観測時間は約16秒）

6 エコー強度と鉛直速度の時間・高度断面 400MHz-WPR （１２時間） 受信電力 ドップラー速度 ～50 km dB m/s
2nd Eye-wall echo Eye-wall echo Eye-wall echo Outer Rain-band 受信電力 dB ドップラー速度 m/s ～50 km

7 エコー強度と鉛直速度の時間・高度断面 400MHz-WPR （４時間） 受信電力 ドップラー速度 上昇流：2 ～3.5 km間隔
dB ドップラー速度 上昇流：2 ～3.5 km間隔 m/s ～12.5 km

8 アイウォールエコーの時間変化 COBRA 1710 JST (0810Z) 1730 JST (0830Z)
★ ★ ★ dBZ WPR 1810 JST (0910Z) 1830 JST (0930Z) 1850 JST (0950Z) ★ ★ ★

9 COBRA アイウォールエコーの鉛直断面 400MHz-WPR 鉛直速度 AZ=41.2 AZ=160

10 まとめ ◇ 400MHz帯WPRで観測された高度16 kmに達する眼の壁雲エコーは、外側に広がる漏斗状の構造を持ち、一部は２重眼に対応した構造が見られた。 ◇ 鉛直ドップラー速度の時間・高度断面では、漏斗状の壁雲エコー上部に沿って明瞭な上昇流が見られ、眼の中では下降流も観測された。 ◇壁雲エコー上層部の上昇流域内には、２～３ km スケールの対流構造が見られた。またCOBRA RHI観測データにも、約2 km間隔のドップラー速度の極小（収束・発散場）が見られた。 今後は、このようなドップラー速度図を用い

11 400MHz-WPR　水平風速 400 MHz帯WPRは、大気エコーと降水エコーを同時に観測することができ、それぞれのドップラースペクトルが分離できる場合には、水平風速に加えて降水粒径分布の鉛直プロファイルの算出も可能である。しかしながら、台風のように降水強度が大きく鉛直流の変化も激しい場合には、大気エコーが降水エコーに隠れてしまうことが多い。本事例で観測された鉛直ビームのドップラースペクトルデータを見ると、降水によるスペクトル分布は高度毎に±2～3m/sの激しい時間変化を示し、明らかに粒径分布の変化ではなく鉛直流を反映していると考えられる。400 MHz帯WPRの観測範囲は、0.5～18 kmであり、1.33μsと2.0μsの送信パルスで、それぞれ５ビーム観測を行っている。本解析で主として用いたデータは、2.0μs（150 m距離分解能）の鉛直ビームで、ビーム幅3.3°（高度12 kmの観測水平スケール700 m）、観測時間間隔は2分45秒毎（実際の観測に要する時間は約16秒）である。

12 アイウォールエコーの時間変化 1710 JST (0810Z) 1730 JST (0830Z) 1750 JST (0850Z)
★ ★ ★ 1810 JST (0910Z) 1830 JST (0930Z) 1850 JST (0950Z) ★ ★ ★

13 COBRAサイトを通過する台風 台風中心の移動速度 JST

14 ＣＯＢＲＡ観測シーケンス COBRA+ (DualCycle Beam) COBRA (Dual-PRF)

15 等価地球半径によるビーム高度