JP2001281352A - 霧観測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 霧の移動予測を正確に行うことができ、ま
た、霧内部の濃度分布又は視程を正確に測定することが
できる霧観測システムを提供する。 【解決手段】 霧観測手段と、この霧観測手段の観測結
果から霧の分布状況を検出する霧分布検出手段と、上記
霧観測手段の周辺部に配置された複数の風観測手段と、
これら複数の風観測手段の観測結果から大気の速度分布
を検出する風分布検出手段と、この風分布検出手段によ
り検出された大気の速度分布に基づいて上記霧分布検出
手段により検出された霧分布の移動予測を行う移動予測
手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、霧の分布等を観
測し観測された霧分布について移動予測を行う霧観測シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空港、高速道路又は港湾などにお
いて発生した霧はこれらの移動路上を走行する移動体等
の交通障害の原因となり、このような移動体の安全走行
のためには、霧の移動、内部状況などを観測し、事前に
速度規制や通行規制の手段を講じたり、発生した霧を積
極的に消去する手段を設置する等の必要がある。このよ
うな霧を観測する手段としては、従来、送信波長が十分
に短い、例えばミリ波帯（３５ＧＨｚ〜４０ＧＨｚ帯）
の送信電波を使用するドップラレーダ等が広く利用され
ている。

【０００３】例えば、特開平１１−１４７４９号公報に
は、ミリ波帯のマイクロ波を使用して雲や霧などの気象
観測を行うレーダ装置が記載されており、このようなミ
リ波帯のレーダ装置により、雲や霧などの観測対象まで
の距離、濃度、さらには移動予測を行うことが記載され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な従来のレーダ装置は、観測された霧の移動方向や過去
の移動経路から例えば線形予測を行って霧の移動予測を
行うので、比較的短時間であればある程度正確な移動予
測を行うことができるが、数時間先のような長時間の場
合にはあまり正確な移動予測ができないという問題点が
あった。すなわち、一般のドップラレーダー装置では、
その原理上、視線方向のドップラ速度しか観測すること
ができず、例えば観測対象である霧が視線方向を横切る
ような方向に移動している場合にそのような移動方向を
認識することは困難であるし、また、ミリ波帯のレーダ
装置の場合、その使用周波数帯域の関係上、晴天大気の
速度分布を計測することができず、霧の周辺部、例えば
当該霧の移動方向前方においてその移動方向を横切る方
向の風が吹いている場合にそのような大気の速度分布を
認識することができないという問題点があった。

【０００５】霧の移動方向が正確に把握できなければ当
該霧についての長時間先の移動位置は予測したものと大
幅にずれが生じ、霧周辺部における大気の速度分布を認
識することができなければそのような大気の速度分布に
よって移動方向が左右される霧分布について正確な移動
予測を行うことはきわめて困難となる。

【０００６】また、従来のレーダ装置は、反射電波の信
号強度の減衰量により観測された霧内部の濃度を測定す
るが、このような信号強度の減衰は霧内部だけによるも
のでなく、霧とレーダ装置との間の距離によっても減衰
するので、遠方に発生した霧等については正確な濃度分
布又は視程を測定することが困難であるという問題点が
あった。

【０００７】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、霧観測手段により観測され
た霧分布について長時間先まで正確な移動予測を行うこ
とができ、また、観測された霧内部の濃度分布又は視程
を正確に測定することができる新規な構成の霧観測シス
テムを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る霧
観測システムは、霧観測手段と、この霧観測手段の観測
結果から霧の分布状況を検出する霧分布検出手段と、上
記霧観測手段の周辺部に配置された複数の風観測手段
と、これら複数の風観測手段の観測結果から大気の速度
分布を検出する風分布検出手段と、この風分布検出手段
により検出された大気の速度分布に基づいて上記霧分布
検出手段により検出された霧分布の移動予測を行う移動
予測手段とを備えたものである。

【０００９】請求項２の発明に係る霧観測手段は、上記
霧観測手段をドップラ観測機能を有するドップラレーダ
装置したものである。

【００１０】請求項３の発明に係る霧観測システムは、
上記風観測手段を光のエコーを測定するライダ装置又は
観測位置上空の高度分布を測定するドップラ風速計とし
たものである。

【００１１】請求項４の発明に係る霧観測システムは、
複数のライダ装置と、これら複数のライダ装置の観測結
果から大気の速度分布を検出する風分布検出手段と、こ
の風分布検出手段により検出された大気の速度分布によ
り霧の輪郭を検出する霧輪郭検出手段と、上記風分布検
出手段により検出された大気の速度分布に基づいて上記
霧輪郭検出手段により検出された霧分布の移動予測を行
う移動予測手段とを備えたものである。

【００１２】請求項５の発明に係る霧観測システムは、
霧内部に位置する上記ライダ装置の観測結果から光の減
衰量を測定し、この光の減衰量から上記霧内部の視程を
算出する霧視程換算手段を備えたものである。

【００１３】請求項６の発明に係る霧観測システムは、
霧観測手段と、この霧観測手段の周辺部に配置され上記
霧観測手段から送信された送信電波を受信する複数の受
信手段と、これら複数の受信手段の一の受信手段により
受信された上記送信電波の受信電力レベルと他の受信手
段により受信された上記送信電波の受信電力レベルとの
差から上記送信電波の減衰量を測定し、この送信電波の
減衰量から霧内部の濃度を算出する濃度判定手段とを備
えたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態１．以下、この
発明の一実施形態について図１乃至図４を用いて説明す
る。図１はこの発明の一実施形態による霧観測システム
を示すブロック構成図、図２は図１に示す霧観測手段及
び複数の風観測手段による霧分布等の観測状況を模式的
に示す観測状況説明図、図３は図１に示す霧観測手段及
び風観測手段の配置関係を観測領域上空から示した配置
説明図である。本実施形態による霧観測システムでは、
例えば、図３に示すように霧観測手段の周辺部に複数の
風観測手段が相互に所定間隔をおいて配置される。図１
において、１は例えばミリ帯のレーダ装置等により構成
される霧観測手段、２は霧観測手段１により入手された
観測データ、例えばエコー強度データから観測領域内に
おける霧の分布状況を検出する霧分布検出手段、３は霧
観測手段１の周辺部に相互に所定間隔を設けて配置され
る複数の風観測手段、４はこれら複数の風観測手段３に
より入手された観測データ、例えば２次元的な大気の風
向及び風速データから大気の速度分布を検出する風分布
検出手段、５は風観測手段３により風向及び風速データ
の入手ができなかった領域について風分布検出手段４の
検出結果を補間する風分布補間手段、６はこの風分布補
間手段５により補間された大気の速度分布に基づいて霧
分布検出手段１により検出された霧分布の移動予測を行
う移動予測手段、７は霧分布検出手段２により検出され
た霧分布の分布状況を表示部（図示省略）に表示させる
と共に、移動予測手段６による移動予測の結果が霧分布
検出手段２により検出された霧分布と同一画面上に表示
できるよう構成された表示手段である。なお、霧観測手
段１はドップラ観測機能を有するドップラレーダ装置と
してもよくドップラ観測機能を有するレーダ装置を用い
た場合、さらに霧分布の方位、仰角及び距離毎のドップ
ラ速度を計測することができ、霧の分布状況だけでなく
霧内部の速度分布を観測しデータ処理することが可能で
ある。

【００１５】また、図２及び図３において、８は地表
面、９は地表面８上に発生した霧、１０は霧観測手段１
の観測領域であり、風観測手段３は少なくとも霧観測手
段１の観測領域１０内の２次元的な大気の速度分布が観
測できるよう複数配置される。従って、観測領域をさら
に広く設定した場合又は観測領域１０よりも広い範囲ま
で霧の移動予測が必要な場合などにはそのような範囲ま
で２次元的な大気の速度分布が観測できるよう複数の風
観測手段３を配置する。なお、大気の速度分布を観測す
る手段としては、光のエコーを測定するライダ装置ある
いは観測位置上空の高度分布を測定するウィンドプロフ
ァイラ（例えば、特開平１０−１９７５４９号公報に記
載されたドップラ風速計はいわゆるウィンドプロファイ
ラの一種である。以下、ウィンドプロファイラとい
う。）などがあり、本実施の形態ではライダ装置を風観
測手段として用いた場合について説明する。ライダ装置
はドップラレーダと同様に視線方向のドップラ速度を計
測するものであり、その視線方向が相互に交差するよう
配置することにより２次元的な風向及び風速データを入
手することが可能である。

【００１６】次に本実施形態による霧観測システムの動
作について図４を用いて説明する。図４（ａ）ないし図
４（ｅ）は霧分布検出手段２の検出結果等をその上空か
ら２次元的に示す動作説明図であり、図中、同一符号は
同一又は相当部分を示す。本実施形態による霧観測シス
テムでは、霧観測手段１による霧の観測と併行して複数
の風観測手段３による２次元的な大気の速度分布の観測
が行われる。まず、霧分布の検出について説明する。本
システムが起動されると霧観測手段１は例えばＣＡＰＰ
Ｉ走査等の回転走査を行う。この回転走査により霧観測
手段１周辺部の方位、仰角又は距離毎のエコー強度が得
られる。このエコー強度データが霧分布検出手段２に出
力されこのエコー強度データにより霧分布検出手段２が
観測領域内に発生した霧９の分布状況を検出する。霧分
布検出手段２により検出された霧分布のエコー強度デー
タ（以下、霧分布データという。）は表示手段７に出力
されてモニタ等の表示部に表示されると共に、移動予測
手段６に出力されて当該霧分布の移動予測のパラメータ
となる。

【００１７】なお、このような霧分布データは霧観測手
段１の観測周期毎に得られるものであり、各観測周期毎
の霧分布データが表示手段７及び移動予測手段６にそれ
ぞれ出力される。この場合、検出された霧分布毎に識別
符号を付加しておくことにより複数の霧分布が検出され
た場合にもこれら霧分布の識別が容易となる。図４
（ａ）は霧分布検出手段２の検出結果を視覚的に示す動
作説明図であり、図４（ａ）に示すように霧観測手段１
では大気の風向及び風速分布を観測することはできず、
観測領域内に発生した霧９の分布状況だけが検出され
る。

【００１８】次に大気の速度分布の検出について説明す
る。ライダ装置による２次元方向の風向及び風速の観測
には上述したように少なくとも２台以上のライダ装置に
よる２方向からの観測が必要である。また、光のエコー
を測定するライダ装置では霧の背後までライダ装置から
のレーザ光が到達しないので、観測領域内に霧が発生し
た場合、その霧分布領域および当該霧分布の背後の領域
については風向及び風速の観測を行うことが困難であ
る。そこで、本実施形態による霧観測システムでは、少
なくとも３台のライダ装置の視線方向が相互に交差する
ように複数の風観測手段３を配置し、３方向からの観測
により得られた各ドップラ速度データから２次元的な大
気の速度分布の検出を行うよう構成されることが望まし
い。３方向からの観測を行うことにより、２方向からの
観測では霧分布の死角となる霧分布背後の領域について
その大部分を観測することが可能となる。なお、観測原
理上は２方向からの観測により２次元的な風向及び風速
の検出を行うことができるので、観測条件に応じて２方
向からの観測により大気の速度分布の検出を行うように
してもよい。

【００１９】これに対し、観測位置上空の高度分布を測
定するウィンドプロファイラを風観測手段として用いた
場合には、このような２方向又は３方向からのドップラ
速度の観測は不要となるが、ウィンドプロファイラは観
測位置上空の高度分布を測定するため方位方向の観測範
囲がライダ装置よりも狭く、正確な大気の速度分布を検
出するためにはライダ装置を用いる場合よりも相互の配
置間隔を狭くして多数配置することが必要である。例え
ば、ドップラレーダ装置の観測範囲（方位方向距離）が
半径約５０ｋｍ程度であるのに対し、ウィンドプロファ
イラでは半径約１ｋｍ程度である。

【００２０】複数の風観測手段３により観測された各観
測データはそれぞれ風分布検出手段４に出力され、これ
ら各観測データにより風分布検出手段４が２次元的な大
気の速度分布を検出する。すなわち、風分布検出手段４
では複数配置された風観測手段３における任意の２台又
は３台のライダ装置による２方向又は３方向のドップラ
速度データから２次元的な風向及び風速分布データが算
出され、このような２次元的な風向及び風速分布データ
から観測領域１０内の任意の領域について大気の速度分
布が検出される。風分布検出手段４はこのような任意の
領域における大気の速度分布を複数組み合わせて観測領
域全体における大気の速度分布を検出する。図４（ｂ）
は風分布検出手段４の検出結果を視覚的に示す動作説明
図であり、図中、複数の矢印はそれぞれ任意の領域にお
ける風向及び風速を示している。図４（ｂ）に示すよう
に風分布検出手段４の検出により霧観測手段１の観測で
は得ることのできなかった２次元的な大気の速度分布を
検出することができる。

【００２１】なお、霧分布が存在する領域については以
前としてこれら複数の風観測手段３による大気の速度分
布の観測ができないので、このような速度分布の観測不
可領域１１については風分布補間手段５による速度分布
の補間を行う。具体的には、観測不可領域の周辺部にお
ける大気の速度分布から観測不可領域における風向・風
速の連続性を推定し、推定された風向・風速により当該
領域における大気の速度分布を擬似的に補間する。図４
（ｃ）は風分布補間手段５の補間結果を視覚的に示す動
作説明図であり、図４（ｃ）に示すように風分布補間手
段５の補間処理により観測不可領域の大気の速度分布デ
ータが補間され、この擬似的に補間された大気の速度分
布１２により観測領域全体について大気の速度分布を把
握することができる。この風分布補間手段５の補間結
果、すなわち観測領域全体について大気の速度分布デー
タが移動予測手段６に出力され、霧分布検出手段２によ
り検出された霧分布の移動予測のパラメータとなる。

【００２２】次に移動予測手段６の移動予測について詳
細に説明する。移動予測手段６には霧分布検出手段２か
らの霧分布データだけでなく、風分布補間手段５による
補間後の大気の速度分布データが入力されており、この
ような大気の速度分布データに基づいて霧分布検出手段
２により霧分布検出手段２により検出された霧分布につ
いての移動予測が行われる。図４（ｄ）は霧分布検出手
段２の検出結果と風分布補間手段５の補間結果とを合成
し視覚的に示した動作説明図である。図４（ｄ）に示す
ように、本実施形態による移動予測手段６では、風分布
補間手段５からの大気の速度分布データにより霧分布検
出手段２により検出された霧分布９の現在位置及びその
周辺部における大気の速度分布を求めることができる。

【００２３】具体的には、まず、霧分布検出手段２から
の霧分布データにより霧分布検出手段２により検出され
た霧分布９の現在位置とその移動方向が算出され、その
算出された霧分布９の位置を通る大気の速度分布に基づ
いて当該霧分布９についての移動経路が特定される。上
述したように地表面８上に発生した霧９はその周辺部の
風の流れに影響を受けるので、このような大気の速度分
布による霧９の移動方向への影響を考慮して霧分布検出
手段２により検出されたから霧分布９についての移動経
路を算出することにより霧分布９の正確な移動経路を特
定することができる。そして、このようにして特定され
た移動経路上の速度分布を予測する時間で積分処理する
ことによりその予測時間に応じた霧分布の移動距離が算
出される。この移動距離は任意の予測時間について算出
すればよく、例えば霧分布９の現在位置から数分先ある
いは数時間先の各移動距離を算出しこれら各移動距離に
応じたそれぞれの位置を霧分布９の移動位置とする。

【００２４】図４（ｅ）は以上のようにして算出された
霧分布９の移動経路及び移動位置などを視覚的に示す動
作説明図である。図４（ｅ）において、１３は移動予測
部６により特定された霧分布９の移動経路、１４は任意
の予測時間に対して算出された移動経路１３上の移動距
離、１５はこの移動距離１４に対応した霧分布９の移動
位置である。図４（ｅ）に示すように、本実施形態によ
る移動予測手段６では、霧分布検出手段２により検出さ
れた霧分布９の移動経路１３、移動距離１４及び移動位
置１５が風分布補間手段５からの大気の速度分布データ
に基づいてそれぞれ算出されるので、霧分布検出手段２
により検出された霧分布９について大気の速度分布によ
る影響を考慮したより正確な移動予測を行うことができ
る。

【００２５】最後に表示処理手段７の処理内容について
説明する。表示処理手段７には霧分布検出手段２からの
霧分布データと移動予測手段６からの予測結果のデータ
（以下、予測データという。）とがそれぞれ入力されて
いる。表示処理手段７はこれら各データから霧分布９及
び移動予測手段６の予測結果を２次元的又は３次元的に
表示させる表示データを生成する。そして、オペレータ
の指示又は予め設定されたプログラムなどに基づきこの
表示データによる霧分布検出手段２により検出された霧
分布及び移動予測手段６の移動予測結果がモニタ等の表
示部にそれぞれ表示される。図５は表示処理手段７によ
り図示省略したモニタ等の表示部に表示された霧分布及
びその移動経路などを示す表示例説明図である。なお、
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。図５に示す
ように、表示処理部７の表示画面１６には移動予測部６
に予測された霧分布９の移動経路１３及びこの移動経路
１３上の数分先あるいは数時間先の霧分布９の移動位置
１５がそれぞれ表示され、本実施形態による霧観測シス
テムのオペレータはこのような表示画面１６の表示内容
に基づき霧分布９の正確な移動位置等を判断することが
できる。

【００２６】なお、図５は１つの霧分布９についてその
分布状況及び移動予測結果を示したが、霧分布検出手段
２により検出された霧分布が複数ある場合にはこれら複
数の霧分布についてその分布状況及び移動予測結果をそ
れぞれ表示部１６に表示させる。上述したように霧分布
検出手段２により検出された検出された霧分布毎に識別
符号を付加しておくことにより、各霧分布毎の移動予測
が可能であるし、これら複数の霧分布についての各分布
状況及び移動予測結果が可能となる。

【００２７】また、図５では霧分布検出手段２により検
出された霧分布９のみを表示部１６に表示させていた
が、複数の風観測手段３により観測された大気の速度分
布を霧分布９とあわせて表示するようにしてもよい。こ
の場合、表示処理手段７には風分布補間手段５の補間結
果が出力されると共に、表示処理手段７は風分布補間手
段５の大気の速度分布データから大気の速度分布を表示
部１６に表示させる表示データを生成する。また表示処
理手段７はさらに霧観測手段１による観測結果及び複数
の風観測手段３による観測結果のいずれかをオペレータ
の指示により選択して表示させるよう構成してもよい。
図６は例えば観測領域内の大気の速度分布を霧分布検出
手段２により検出された検出された霧分布と同様にして
表示部に表示させる霧観測システムのブロック構成図で
あり、図６において、７ｂは風分布補間手段５による補
間後の大気の速度分布を霧分布検出手段２により検出さ
れた検出された霧分布と同一画面又は選択的に表示部１
６に表示させるよう構成された表示処理手段である。図
６に示すような構成の霧観測システムによれば、霧観測
手段１の観測結果だけでなく複数の風観測手段３により
観測された大気の速度分布をも図５に示すような表示画
面１６に表示することができ、霧観測システムにより霧
の移動等を監視するオペレータに対し判断の参考となる
情報を提供することができる。

【００２８】以上のように、本実施の形態による霧観測
システムによれば、複数の風観測手段３により大気の速
度分布を観測し、この大気の速度分布による霧の移動へ
の影響を考慮して霧分布検出手段２により検出された霧
分布の移動予測を行うようにしたので、例えば、検出さ
れた霧分布の移動方向の前方にその移動方向を横切るよ
うな風の流れが存在しその風の影響によって当該霧分布
の移動方向が大幅に変更を受けるような場合において
も、大気の速度分布によりその移動方向及び移動距離な
どに影響を受ける霧分布についてより正確な移動経路及
び移動位置などを予測することができる。よって、本実
施形態による霧観測システムにより霧の移動等を監視す
るオペレータは、このような正確な霧の移動予測に基づ
いて上述したような空港、高速道路又は港湾などに霧の
警報、さらには事前の速度規制や通行規制の手段等を的
確に指示ないし実施することができる。

【００２９】発明の実施の形態２．次に、本発明の他の
実施の形態による霧観測システムについて図７及び図８
を用いて説明する。上記実施の形態による霧観測システ
ムは、ミリ波帯のドップラレーダ装置等を霧の観測手段
として用いており、例えば既に設置されている既存の霧
観測手段の周辺部に複数の風観測手段３を配置する等の
場合を想定しているが、複数の風観測手段３による観測
結果を利用すれば、このような霧観測手段を使用しなく
ても霧分布の検出を行うことができる。本実施の形態で
は、ミリ波帯のドップラレーダ装置等の霧観測手段を使
用せずに霧分布の検出及び検出された霧分布についての
移動予測を行うことができる霧観測システムについて説
明する。

【００３０】図７はこの発明の他の実施形態による霧観
測システムを示すブロック構成図、図８は図７に示す複
数の風観測手段による霧分布等の観測状況を模式的に示
す観測状況説明図である。なお、本実施形態による霧観
測システムでは、例えば図３に示すように複数の風観測
手段が相互に所定間隔をおいて配置される。また、本実
施形態による霧観測システムは複数の風観測手段の観測
結果から霧の分布状況をも検出するものであり、複数の
風観測手段における相互の間隔はさらに霧の分布状況が
検出できるような所定間隔により配置される。例えば、
霧の分布範囲をより正確に把握したい場合には風観測手
段３の間隔を短くすると共に、風観測手段３の配置数を
多くする必要がある。

【００３１】図７において、１７は風分布検出手段４に
より検出された大気の速度分布データが入力され、入力
された大気の速度分布データから例えば観測領域内に発
生した霧の輪郭を検出する霧輪郭検出手段、６ｃは風分
布補間手段５からの補間後の大気の速度分布データと霧
輪郭検出手段１７により検出された霧輪郭のデータ（以
下、霧輪郭データという。）とに基づいて霧輪郭検出手
段１７により検出された霧分布の移動予測を行う移動予
測手段、７ｃは霧輪郭検出手段１７により検出された霧
分布の分布状況を表示部（図示省略）に表示させると共
に、移動予測手段６ｃによる移動予測の結果が霧輪郭検
出手段１７により検出された霧分布と同一画面上に表示
できるよう構成された表示処理手段である。なお、図
中、同一符号は同一又は相当部分を示しこれらについて
の詳細な説明は省略する。また、本実施の形態による霧
観測システムも光のエコーを測定するライダ装置を風観
測手段として用いたものとする。

【００３２】上述したように、ライダ装置では霧分布が
存在する領域については大気の速度分布の観測ができな
いので、観測領域１０内に霧が発生していると、風分布
検出手段４による風分布の検出結果には図４（ｂ）に示
すような観測不可領域１１が発生する。また、このよう
な観測不可領域１１は霧が分布している領域と推定する
ことができる。したがって、霧輪郭検出手段１７では風
分布検出手段４の例えば図４（ｂ）に示すような大気の
速度分布データから大気の速度分布の検出ができなかっ
た領域が霧の分布範囲として認識され、このような霧の
分布範囲が当該霧分布の輪郭データとして検出される。
霧輪郭検出手段１７により検出された霧分布の輪郭デー
タ（以下、霧輪郭データという。）は表示手段７に出力
されてモニタ等の表示部に表示されると共に、移動予測
手段６に出力されて当該霧分布の移動予測のパラメータ
となる。

【００３３】以上のように、本実施の形態による霧観測
システムによれば、大気の速度分布による霧の移動への
影響を考慮して霧輪郭検出手段１７により検出された霧
分布の移動予測を行うようにしたので、例えば、検出さ
れた霧分布の移動方向の前方にその移動方向を横切るよ
うな風の流れが存在しその風の影響によって当該霧分布
の移動方向が大幅に変更を受けるような場合において
も、上記実施の形態による霧観測システムと同様に、よ
り正確な霧の移動予測を行うことができる。また、本実
施の形態による霧観測システムによれば、ミリ波帯のド
ップラレーダ装置等の霧観測手段を使用せずに霧分布の
検出を行うことができるので、既存の霧観測手段の設置
位置等に関係なく霧観測システムを実施することがで
き、上述したような正確な霧の移動予測を必要とする所
望の場所に霧観測システムを容易に適用することができ
る。

【００３４】発明の実施の形態３．次に、本発明の他の
実施の形態による霧観測システムについて図９及び図１
０を用いて説明する。上記実施の形態による霧観測シス
テムは、いずれも霧分布の検出及び当該霧分布について
移動予測だけを行うものであったが、複数の風観測手段
３による観測結果を利用すれば、さらに検出された霧分
布について内部の動態に関する情報を入手したり、当該
霧内部の視程状況をも把握することが可能である。本実
施の形態では、検出された霧分布について上述したよう
な霧の移動予測ができると共に、さらに霧内部の動態に
関する情報や当該霧内部の視程状況をも把握することが
できる霧観測システムについて説明する。

【００３５】図９はこの発明の他の実施形態による霧観
測システムを示すブロック構成図、図１０は図９に示す
複数の風観測手段による霧分布等の観測状況を模式的に
示す観測状況説明図であり、本実施形態による風観測手
段３も例えば図３に示すように相互に所定間隔を設けて
配置される。また、図９及び図１０に示すように、本実
施形態による霧観測システムは複数の風観測手段３の観
測結果に基づき霧分布の検出を行うものである。なお、
上記実施の形態１．による霧観測システムのように例え
ばミリ波帯のレーダ装置等により構成される霧観測手段
を用いて霧の分布状況を観測してもよいが霧観測手段を
使用しない場合と同様であり、霧観測手段を用いて霧の
分布状況を観測する霧観測システムの説明については省
略する。

【００３６】図９において、１８は風分布検出手段４に
より検出された大気の速度分布データと霧輪郭検出手段
１７からの霧輪郭データとが入力され、この霧輪郭デー
タにより霧分布が検出された場所における風観測手段３
のドップラ速度データから当該霧分布の内部の視程を算
出する霧視程換算手段、７ｄは霧輪郭検出手段１７によ
り検出された霧分布の分布状況及び霧視程換算手段１８
により算出された霧分布の内部の視程を表示部（図示省
略）に表示させると共に、移動予測手段６ｃによる移動
予測の結果が霧輪郭検出手段１７により検出された霧分
布等と同一画面上に表示できるよう構成された表示処理
手段である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分
を示しこれらについての詳細な説明は省略する。また、
本実施の形態による霧観測システムも光のエコーを測定
するライダ装置を風観測手段として用いたものとする。

【００３７】図１０に示すように、複数の風観測手段３
のいずれかが地表面８上に発生した霧９の内部に位置す
るような場合、このような霧９の内部に位置する風観測
手段３では使用されるレーザ光が大幅に減衰してしまう
ので上述したようないわゆる大気の速度分布を観測する
ことは困難となる。しかし、近距離であればドップラ速
度の観測は可能であり、本実施形態による霧観測システ
ムではこのような霧９の内部に位置する風観測手段３の
観測結果に基づいて霧９の内部の動態及び視程を計測す
る。なお、霧９の内部における視程の計測は、当該風観
測手段３の反射光の強度を測定し、このレーダ光の光の
減衰量に基づいて算出する。よって、本実施の形態によ
る各風観測手段３には反射光の強度を測定する手段がそ
れぞれ設けられている（図示省略）。

【００３８】上述したように、霧輪郭検出手段１７では
大気の速度分布の観測不可領域から例えば霧９の輪郭を
検出することができ、霧輪郭検出手段１７からの霧輪郭
データが霧視程換算手段１８に入力される。霧輪郭検出
手段１７からの霧輪郭データは霧９の現在位置を示すデ
ータでもあり、霧視程換算手段１８はこの霧輪郭データ
により検出された霧分布９の内部に位置する風観測手段
３を特定する。そして、特定された風観測手段３のドッ
プラ速度データに基づいて霧分布９の内部の部分的な速
度分布が検出される。霧視程換算手段１８により検出さ
れた霧分布９内部の速度分布は霧９の内部の動態を示す
データ（以下、動態データという。）として霧輪郭検出
段１７からの霧分布データと共に表示処理手段７ｄに出
力される。また、風観測手段３には反射光の強度を測定
する手段が設けられており、霧視程換算手段１８は、霧
輪郭検出手段１７からの霧輪郭データにより風観測手段
３が特定されると、その特定された風観測手段３によっ
て測定された反射光の強度から当該レーザ光の減衰率を
算出し、このレーザ光の減衰率に基づいて霧分布９の内
部の視程を算出する。

【００３９】なお、レーザ光の減衰率の算出はいわゆる
レーザ方程式により行い、霧分布９内部の視程の算出は
レーザ光の減衰率と視程との換算式に基づいて行う。つ
まり、レーザ光の減衰率と視程との間には一定の関係が
成り立つので、予めそのような関係に基づく換算式を霧
視程換算手段１８に設けておき、霧視程換算手段１８は
この換算式に基づいて測定されたレーザ光の減衰率から
検出された霧分布９の内部における視程を算出する。通
常、霧内部の視程は減衰率が大きくなるほど指数関数的
に減少する。霧視程換算手段１８により算出された霧分
布９内部の視程のデータ（以下、視程データという。）
は霧輪郭検出段１７からの霧分布データと共に表示処理
手段７ｄに出力される。

【００４０】そして、表示処理部７では霧視程換算手段
１８からの動態データと視程データとに基づいて表示デ
ータが生成され、この表示データに基づいて霧輪郭検出
段１７により検出された霧分布９内部における動態およ
び視程状態が例えば図５に示すような表示画面１６に表
示される。なお、図５では霧分布９についての分布状況
及び移動予測結果を示しているが、例えば、表示画面の
空白部分に霧分布９内部における動態および視程状態を
それぞれ表示させればよい。また、上述したように霧輪
郭検出手段１７により検出された霧分布毎に識別符号を
付加しておくことにより、複数の霧分布が検出された場
合にもこれら複数の霧分布について霧分布９内部におけ
る動態および視程状態を表示画面１６に表示させること
が可能である。

【００４１】以上のように、本実施の形態による霧観測
システムによれば、上記実施の形態２．による霧観測シ
ステムと同様により正確な霧の移動予測を行うことがで
きると共に、さらに移動予測された霧分布の内部の動態
及び視程状態をも検出して表示部に表示することがで
き、本実施形態による霧観測システムにより霧の移動等
を監視するオペレータに対し、さらに霧監視のための有
力な情報を提供することができる。例えば、オペレータ
はこのような霧の正確な移動予測、さらには霧内部の動
態及び視程情報に基づいて上述したような空港、高速道
路又は港湾などに霧の警報、事前の速度規制や通行規制
の手段等をより的確に指示ないし実施することができ
る。

【００４２】発明の実施の形態４．次に、本発明の他の
実施の形態による霧観測システムについて図１１を用い
て説明する。従来の霧観測システムでは、例えば霧観測
手段１における反射電波の信号強度の減衰量に基づいて
観測された霧内部の濃度を測定しているが、このような
測定では上述したように遠方に発生した霧等について正
確な濃度分布又は視程を測定することは困難である。本
実施の形態では、地表面に発生した霧と霧観測手段との
距離にかかわらず当該霧内部の正確な濃度分布又は視程
を測定することができる霧観測システムについて説明す
る。

【００４３】図１１はこの発明の他の実施形態による霧
観測システムの観測状況及びその構成を部分的に示すシ
ステム構成説明図であり、本実施形態による霧観測シス
テムでは、霧観測手段１及び風観測手段３の他に図１１
に示すような１組の受信局が風観測手段３と同様にして
複数配置されている。なお、図１１においては霧観測シ
ステムの全体構成及び風観測手段３については図示を省
略しているが、例えば上記実施形態１．による霧観測シ
ステムと同様にして構成及び配置される。

【００４４】図１１において、１９及び２０は地表面８
上に配置され、霧観測手段１から送信された送信電波を
それぞれ受信する１組の受信局、２１はこれら１組の受
信局により受信された受信信号についてその受信電力を
それぞれ測定し、これら受信局１９及び２０間における
送信電波の減衰量を算出する減衰量算出手段、２２は減
衰量算出手段２１により算出された送信電波の減衰量か
ら霧９内部における局所的な霧の濃度分布を判定する濃
度判定手段、７ｅは濃度判定手段２１により判定された
霧９の濃度分布データが入力され、例えば図示省略した
霧分布検出手段２からの霧分布データと共に表示部に表
示させる表示処理手段である。なお、図中、同一符号は
同一又は相当部分を示しこれらについての詳細な説明は
省略する。

【００４５】次に動作について説明する。図１１に示す
ように本実施形態による霧観測システムでは、霧観測手
段１の周辺部に例えば図３に示すような所定間隔で１組
の受信局１９及び２０が複数配置されており、これら１
組の受信局１９及び２０は霧観測手段１から送信された
送信電波をそれぞれ受信する。受信局１９及び２０によ
り受信された受信信号は減衰量算出手段２１にそれぞれ
出力され、その受信電力がそれぞれ測定される。また、
減衰量算出手段２１は各受信信号の受信電力の差をから
受信局１９及び２０間における送信電波の減衰量を算出
する。なお、受信局１９及び２０が図１１に示すように
霧９の内部に位置している場合には、霧観測手段１から
送信された送信電波は受信局１９及び２０間の距離だけ
でなく当該霧９内部の濃度によってもさらに減衰する。

【００４６】減衰量算出手段２１により算出された受信
局１９及び２０間における送信電波の減衰量のデータ
（以下、減衰データという。）は濃度判定手段２２に入
力され、この減衰量算出手段２１からの減衰データに基
づいて地表面８上に発生した霧分布９内部の局所的な濃
度分布が算出される。すなわち、図１１に示すように１
組の受信局１９及び２０が霧９の内部に位置している場
合、減衰量算出手段２１により算出された受信局１９及
び２０間における送信電波の減衰量は受信局１９及び２
０間の距離だけでなく当該霧９内部の濃度による減衰量
も含んだものとなるが、予め晴天大気中の送信電波の減
衰量を算出しておくことにより、受信局１９及び２０間
における距離のみによる送信電波の減衰量を求めること
ができる。

【００４７】濃度判定手段２２は減衰量算出手段２１に
より算出された受信局１９及び２０間における送信電波
の減衰データから予め求められた晴天大気中の送信電波
の減衰データを差し引くことにより霧９の濃度による送
信電波の減衰量を算出する。減衰量算出手段２１により
算出された受信局１９及び２０間における送信電波の減
衰データと晴天大気中の送信電波の減衰データとの差が
大きければそれだけ濃い霧が発生していると推定するこ
とができ、算出された霧９の濃度による送信電波の減衰
量に基づき霧９内部の局所的な濃度分布の判定を行う。
濃度判定手段２２により判定された霧９内部の濃度分布
のデータは表示処理手段７ｅに入力され、例えば図示省
略した霧分布検出手段２からの霧分布データと共に表示
部に表示される。

【００４８】なお、図５では霧分布９についての分布状
況及び移動予測結果を示しているが、例えば、表示画面
の空白部分や霧分布９自体に対応する濃度分布の情報を
表示させればよい。また、上述したように霧分布検出手
段１７により検出された霧分布毎に識別符号を付加して
おくことにより、複数の霧分布が検出された場合にもこ
れら複数の霧分布について霧分布９内部における濃度分
布の情報を表示画面に表示させることが可能である。

【００４９】以上のように、本実施の形態による霧観測
システムによれば、上記実施の形態１．による霧観測シ
ステムと同様により正確な霧の移動予測を行うことがで
きると共に、さらに移動予測された霧分布内部の濃度分
布をも検出して表示部に表示することができ、本実施形
態による霧観測システムにより霧の移動等を監視するオ
ペレータに対し、さらに霧監視のための有力な情報を提
供することができる。例えば、オペレータはこのような
霧の正確な移動予測、さらには霧内部の濃度分布の情報
に基づいて上述したような空港、高速道路又は港湾など
に霧の警報、事前の速度規制や通行規制の手段等をより
的確に指示ないし実施することができる。

【００５０】なお、上記実施形態による霧観測システム
ではいずれも風観測手段３に光のエコーを測定するライ
ダ装置を使用した場合について説明したが、この風観測
手段３を観測位置上空の高度分布を測定するウィンドプ
ロファイラとしてもよく、上述したような効果を奏する
ことが可能である。この場合、ウィンドプロファイラの
観測範囲はライダ装置のそれよりも大幅に狭くなるの
で、ライダ装置を使用した場合と同様な大気の速度分を
検出するにはライダ装置を使用した場合よりも多数のウ
ィンドプロファイラを配置する。但し、ウィンドプロフ
ァイラでは霧内部の視程を検出することができないの
で、実施の形態３．による霧観測システムの風観測手段
３にはウィンドプロファイラは使用しない。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、霧観測手段と、この霧観測手段の観測結果から霧の
分布状況を検出する霧分布検出手段と、複数の風観測手
段と、これら複数の風観測手段の観測結果から大気中の
速度分布を検出する風速・風向分布検出手段と、この風
速・風向検出手段により検出された大気中の速度分布に
基づいて上記霧分布検出手段により検出された霧の移動
予測を行う移動予測手段とを設けたので、大気の速度分
布によりその移動方向及び移動距離などに影響を受ける
霧分布についてより正確な移動経路及び移動位置などを
予測することができる。

【００５２】また、請求項２の発明によれば、上記霧観
測手段をドップラ観測機能を有するドップラレーダ装置
としたので、さらに霧分布内部の速度分布を検出するこ
とができ、さらに正確な移動予測を行うことができる。

【００５３】また、請求項３項の発明によれば、上記風
観測手段を光のエコーを測定するライダ装置又は上記風
観測手段を観測位置上空の高度分布を測定するドップラ
風速計としたので、大気の速度分布を正確に検出するこ
とができ、この大気の速度分布によりその移動方向及び
移動距離などに影響を受ける霧分布についてより正確な
移動経路及び移動位置などを予測することができる。

【００５４】また、請求項４項の発明によれば、複数の
ライダ装置と、これら複数のライダ装置の観測結果から
大気中の速度分布を検出する風速・風向分布検出手段
と、この風速・風向分布検出手段により検出された大気
中の速度分布から霧の輪郭を検出する霧輪郭検出手段
と、上記大気中の速度分布に基づいて上記霧輪郭検出手
段により検出された霧の移動方向を予測する移動予測手
段とを設けたので、霧観測手段を使用せずに霧分布の検
出を行うことができ、既存の霧観測手段の設置位置等に
関係なく霧観測システムを実施することができ、正確な
霧の移動予測を必要とする所望の場所に霧観測システム
を容易に適用することができる。

【００５５】また、請求項５項の発明によれば、霧内部
に位置する上記ライダ装置の観測結果から光の減衰量を
測定し、この光の減衰量から上記霧内部の視程を算出す
る霧視程換算手段を設けたので、さらに移動予測された
霧分布の内部の動態及び視程状態をも検出して表示部に
表示することができ、霧観測システムにより霧の移動等
を監視するオペレータに対し、さらに霧監視のための有
力な情報を提供することができる。

【００５６】また、請求項６項の発明によれば、霧観測
手段と、この霧観測手段の周辺部にそれぞれ配置され上
記霧観測手段から送信された送信電波を受信する複数の
受信手段と、これら複数の受信手段の一の受信手段によ
り受信された上記送信電波の受信電力レベルと他の受信
手段により受信された上記送信電波の受信電力レベルと
の差から上記送信電波の減衰量を測定し、この送信電波
の減衰量から霧内部の濃度を算出する濃度判定手段とを
設けたので、霧分布内部の濃度分布をより正確に判定す
ることができ、霧観測システムにより霧の移動等を監視
するオペレータに対し、霧監視のための有力な情報を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態による霧観測システム
を示すブロック構成図である。

【図２】 図１に示す霧観測手段及び複数の風観測手段
による霧分布等の観測状況を模式的に示す観測状況説明
図である。

【図３】 図１に示す霧観測手段及び風観測手段の配置
関係を観測領域上空から示す配置説明図である。

【図４】 図１に示す霧観測システムの動作を説明する
ための動作説明図である。

【図５】 図１に示す表示処理手段７によりモニタ等の
表示部に表示された霧分布及びその移動経路などを示す
表示例説明図である。

【図６】 複数の風観測手段により観測された大気の速
度分布を表示部に表示させる霧観測システムのブロック
構成図である。

【図７】 この発明の他の実施形態による霧観測システ
ムを示すブロック構成図である。

【図８】 図７に示す霧観測手段及び風観測手段による
霧分布等の観測状況を模式的に示す観測状況説明図であ
る。

【図９】 この発明の他の実施形態による霧観測システ
ムを示すブロック構成図である。

【図１０】 図９に示す霧観測手段及び風観測手段によ
る霧分布等の観測状況を模式的に示す観測状況説明図で
ある。

【図１１】 この発明の他の実施形態による霧観測シス
テムの観測状況及びその構成を部分的に示すシステム構
成説明図である。

【符号の説明】

１ 霧観測手段、２ 霧分布検出手段、３ 風観測手
段、４ 風分布検出手段、５ 風分布補間手段、６，６
ｃ，６ｄ 移動予測手段、７，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ
表示処理手段、９，９ｃ，９ｄ，９ｅ 霧１７ 霧輪
郭検出手段、１８ 霧視程換算手段、１９，２０ 受信
局、２２ 霧濃度判定手段。

フロントページの続き (72)発明者 古田 匡 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 松田 知也 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J070 AB24 AC06 AD01 AE12 AL02 BA01 5J084 AA02 AB08 BA03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 霧観測手段と、この霧観測手段の観測結
   果から霧の分布状況を検出する霧分布検出手段と、上記
   霧観測手段の周辺部に配置された複数の風観測手段と、
   これら複数の風観測手段の観測結果から大気の速度分布
   を検出する風分布検出手段と、この風分布検出手段によ
   り検出された大気の速度分布に基づいて上記霧分布検出
   手段により検出された霧分布の移動予測を行う移動予測
   手段とを備えたことを特徴とする霧観測システム。
2. 【請求項２】 上記霧観測手段は、ドップラ観測機能を
   有するドップラレーダ装置としたことを特徴とする請求
   項１記載の霧観測システム。
3. 【請求項３】 上記風観測手段は、光のエコーを測定す
   るライダ装置又は観測位置上空の高度分布を測定するド
   ップラ風速計としたことを特徴とする請求項１記載の霧
   観測システム。
4. 【請求項４】 複数のライダ装置と、これら複数のライ
   ダ装置の観測結果から大気の速度分布を検出する風分布
   検出手段と、この風分布検出手段により検出された大気
   の速度分布により霧の輪郭を検出する霧輪郭検出手段
   と、上記風分布検出手段により検出された大気の速度分
   布に基づいて上記霧輪郭検出手段により検出された霧分
   布の移動予測を行う移動予測手段とを備えたことを特徴
   とする霧観測システム。
5. 【請求項５】 霧内部に位置する上記ライダ装置の観測
   結果から光の減衰量を測定し、この光の減衰量から上記
   霧内部の視程を算出する霧視程換算手段を備えたこと特
   徴とする請求項４記載の霧観測システム。
6. 【請求項６】 霧観測手段と、この霧観測手段の周辺部
   に配置され上記霧観測手段から送信された送信電波を受
   信する複数の受信手段と、これら複数の受信手段の一の
   受信手段により受信された上記送信電波の受信電力レベ
   ルと他の受信手段により受信された上記送信電波の受信
   電力レベルとの差から上記送信電波の減衰量を測定し、
   この送信電波の減衰量から霧内部の濃度を算出する濃度
   判定手段とを備えたことを特徴とする霧観測システム。