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https://doi.org/10.24546/81011572
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2024-04-25
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81011572 (fulltext)
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753 KB
5
メタデータ
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メタデータID
81011572
アクセス権
open access
出版タイプ
Version of Record
タイトル
偏波レーダー情報を用いた雷雲内電場の時空間変動に関する研究
その他のタイトル
Study on time-space fluctuation of electric field in Thunderclouds using multi parameter radar
著者
千原, 拓馬 ; 小川, まり子 ; 大石, 哲
著者名
千原, 拓馬
著者ID
A1319
研究者ID
1000000785719
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=e2746826ce79141a520e17560c007669
著者名
小川, まり子
Ogawa, Mariko
オガワ, マリコ
所属機関名
都市安全研究センター
著者ID
A0426
研究者ID
1000030252521
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=5ce489e36d9e5d96520e17560c007669
著者名
大石, 哲
Oishi, Satoru
オオイシ, サトル
所属機関名
都市安全研究センター
収録物名
神戸大学都市安全研究センター研究報告
巻(号)
22
ページ
75-87
出版者
神戸大学都市安全研究センター
刊行日
2018-03
公開日
2019-05-30
抄録
雷による甚大な経済損失,および人的被害を軽減させるために有効な落雷予測技術の確立を目的として, Xバンド偏波レーダーから得られる実測値情報に基づく落雷予測手法の開発を行った.本研究では, 小池1) の落雷予測手法を基礎にしながら, 雷雲内の電荷分布を左右する「中和」過程を定式化し組み込むことで雷雲内電荷・電場の分布予測精度が向上すると仮定して, 着氷電荷分離機構を基にして雷雲内の電荷量, 電位, 電場量の推定を行った. まず偏波レーダー情報を用いて降水粒子 (雨,霰,氷晶,雪片) の粒子判別を行った. 次に,粒子判別の結果,霰と判別されたデータを用いて, 霰の粒径分布算出を行った. その結果から霰と氷晶の衝突で生じる電荷量を算出した.このとき, 雷雲内の「中和」現象を, 解析格子内に存在する霰粒子の表面積比に応じた電荷量の分配で定式化した.その上で, 求めた電荷量からポアソン方程式を解くことで, 電位と電場量推定を行う.電場量推定精度の検証は,電場分布と多地点LF帯センサ (BOLT) で探知された雷放電の発生位置を 次元空間で比較する手法を用いた. 解析結果から, 「中和」過程が雷雲内の電場分布形成に与える変化量の最大値はおおよそ104〜105V/mの桁であり,ワークマンとレイノルズが示した雷雲内での電気発達条件「レーダーエコー出現から 10分以内で雷放電場3.4×105 V/m」を考慮すると, 「中和」過程が雷放電の発生数を左右する重要な因子であることが示された.
This study describes a method for predicting lightning strikes based on actual observation data, for the purpose of solving social problems such as enormous economic loss and human damage by lightning. In order to achieve the above objectives, electric field estimation based on observation using X band multi parameter (MP-X) radar was proposed in the present study. Moreover a multi LF sensor network (BOLT) as lightning detectors was used. For estimating the electric field, identifying precipitation particles distinction using the polarization parameters obtained from radar has been conducted at first. Second, distinguishing particle distribution from the polarization parameters including graupel gives particle size distribution. Third, calculating electric charge amount in the collision of graupel and ice crystals. Finally, electric potential and field by solving the Poisson equation with the amount of electric charge was calculated. In addition, the author has developed electric charge calculation algorithm that considers the effect of neutralization in thunderclouds by distributing electric charge according to the surface area ratio. Three -dimensional electric field and lightning position have been shown as three dimensional image using Advanced Visualization System (AVS) to verify the accuracy of the electric field estimation. By considering physical processes such as "neutralization", it shows possibility to predict the intensity distribution of the electric charge and field close to the real phenomenon in real time
キーワード
Xバンド偏波レーダー
電荷密度
電場
雷放電
中和
カテゴリ
都市安全研究センター
神戸大学都市安全研究センター研究報告
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22号(2018-03)
紀要論文
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資源タイプ
departmental bulletin paper
言語
Japanese (日本語)
ISSN
1342-9167
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NCID
AA11142997
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関連情報
URI
http://www.rcuss.kobe-u.ac.jp/publication/publication.html
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