JP2011027713A - 海洋表層の水質計測方法、水質計測装置及び水質計測プログラム - Google Patents
海洋表層の水質計測方法、水質計測装置及び水質計測プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011027713A JP2011027713A JP2010042059A JP2010042059A JP2011027713A JP 2011027713 A JP2011027713 A JP 2011027713A JP 2010042059 A JP2010042059 A JP 2010042059A JP 2010042059 A JP2010042059 A JP 2010042059A JP 2011027713 A JP2011027713 A JP 2011027713A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- time zone
- electrical conductivity
- wave
- received power
- rsi
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/006—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of the effect of a material on microwaves or longer electromagnetic waves, e.g. measuring temperature via microwaves emitted by the object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/18—Water
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/95—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use
- G01S13/951—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use ground based
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
【解決手段】基準時間帯の波浪が受信電力RSI0'に与える影響と計測時間帯の波浪が受信電力RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算し、基準時間帯の波浪が受信電力RSI0'に与える影響と電気伝導度変動時間帯の波浪が受信電力に与える影響との変化分Δs'を推算し、電気伝導度変動時間帯の受信電力から変化分Δs'を差し引いた受信電力と電気伝導度変動時間帯の電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定し、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:基準時間帯の電気伝導度)を用いて計測時間帯の電気伝導度σcの値を推算し、実用塩分を算出するようにした。
【選択図】図1
Description
海洋レーダは、海面に電波を発信すると共に海面によって散乱された電波を受信する装置である。海面に照射された電波は海面において散乱される。散乱とは、電磁波が散乱帯に照射された場合に生じた分極及び電流が振動することによって新たに電磁波が発生する現象である(岡本謙一:地球環境計測,1999年)。
海洋レーダで用いられる周波数帯の電波は地表波若しくは空間波として伝搬する。地表波は地表若しくは水面近くを伝搬するモードである。空間波は電波を電離層で反射させる方式であり、数百km以上に亘るより広範囲の観測が可能である。本発明では、通常の海洋レーダで用いられている地表波を対象とし、空間波は対象としない。
Arec:レーダの受信断面積,
Gt:レーダアンテナの利得,
A:減衰係数
をそれぞれ表す。
数式1において1次散乱を発生させる1次散乱断面積Bは数式2によって表される(Barrick, D.E.:First-order theory and analysis of MF/HF/VHF scatter from the sea,IEEE Transactions on Antennas and Propagation,vol.AP-20,pp.2-10,1972年)。
κ:下部媒質の複素比誘電率
をそれぞれ表す。
なお、海面への入射角θは地表波の場合はほぼ90度である。
ω:電波の角周波数,
σ:電波を散乱させる媒質の電気伝導度,
ε0:真空中の誘電率,
j:虚数単位
をそれぞれ表す。
なお、ω=2πf(f:送信電波の周波数)で与えられる。
次に、電波の伝搬損失について説明する。具体的には、数式1において伝搬損失の度合いを表す減衰係数Aについて説明する。
R:観測局からの距離,
σ:伝搬経路における下部媒質の電気伝導度,
ε:伝搬経路における下部媒質の誘電率
をそれぞれ表す。
上述の本発明者らの検討により、本発明の理論的根拠となるものとして次のことが知見される。まず、海洋レーダ観測における受信電力は散乱断面積及び伝搬損失の2つの関数で表される。前者は散乱箇所における観測対象波の波浪スペクトルと電気伝導度との関数で表され、後者は伝搬経路における海水の電気伝導度の関数になる。
上述の検討によって得られた独自の知見に基づいて本発明者らが新たに構築した、観測海域における電気伝導度が海洋レーダの受信電力に及ぼす影響を利用して海洋レーダの受信電力から電気伝導度を推算する方法を説明する。なお、本発明では、レーダ観測局が汀線に十分近い位置に設置されており、電波は水面上のみを伝搬すると仮定する。また、観測海域における誘電率ε=80であるとする。
ここに、S:波浪スペクトル,
X:電気伝導度による散乱断面積への関数,
A:伝搬中の減衰を表す関数
B1:距離,電気伝導度,誘電率,波浪スペクトル以外の、システムに
起因する電波の損失などをまとめた項
をそれぞれ表す。
なお、kは波数ベクトルである。
また、伝搬中の減衰を表す関数Aは、観測局からの距離R,電気伝導度σ,
誘電率εによって求められる。
−S'0−X'(σ0)−A'(σ0,R)
ここに、下付の0:基準時間,
下付の1:計測時間
をそれぞれ表す。
−X'(σ0)−A1(σ0)
=(S1'−S0')+(Z(σ1)−Z(σ0))
=ΔS'+ΔZ
ここに、Z:電気伝導度が散乱断面積に及ぼす影響項X'と伝搬損失に及ぼす
影響項A1'とをまとめた項
を表す。
海水の場合、電気伝導度は主に塩分と水温と圧力との関数として表される。ここで、地表波モードの電波においては表層の海水のみが影響するので圧力が電気伝導度に及ぼす影響は小さい。このため、圧力の変化が電気伝導度に与える影響は無視する。
+14.0941K15 1.5−7.0261K15 2+2.7081K15 2.5
ここに、K15:水温15℃且つ1気圧の状態で計測された塩化カリウムの標準液の
電気伝導度ECkに対する、海水を同状態にした場合の
電気伝導度EC15の比EC15/ECk
を表す。
なお、数式11は、実用塩分PSが2〜42の範囲で適用され得る。
ここに、T:水温,
Tref:基準となる水温,
α:温度補正係数(一般的には0.01〜0.03程度)
をそれぞれ表す。
電気伝導度から塩分,水温を推算するために必要となる情報は、水温15℃且つ1気圧の状態で計測された塩化カリウムの標準液の電気伝導度ECk及び温度補正係数αである。
下付の1:計測時間
をそれぞれ表す。
海洋レーダの受信電力には、海洋レーダの電波の方向であって観測方向である視線方向に沿って進行する、電波の波長の半分の波長をもつ海面波の波浪スペクトル成分のみが寄与する。したがって、波浪スペクトルSの観測値があれば、その値を数式3に直接用いることが可能である。しかしながら、海洋レーダの観測範囲は数km以上の広範囲に亘ることに加え、海域においては計測機材の設置が困難であるので、波浪スペクトルを各地点で計測することは容易ではない。その場合には、波浪スペクトルに比べて簡易に計測することができる風速を用いて波浪スペクトルを推算するという方法を導入する。
ここに、f:波浪の周波数,
θ:波向
をそれぞれ表す。
αPM:定数(=8.10×10-3),
U19.5:海上19.5m高度の風速,
g:重力加速度(=9.8ms-2)
をそれぞれ表す。
ここに、LW:波浪波長,
T:波浪周期,
g:重力加速度(=9.8ms-2)
をそれぞれ表す。
を表す。
ここに、B2:風速や水質に無関係であって電波波長LRによって決定される項
を表す。
まず、波浪が計測され波浪スペクトルが得られている場合には、具体的には、波浪スペクトル推算部11aは、データサーバ16に格納されている基準時間帯DB16aから基準時間帯における時刻別の波浪スペクトルを読み込むと共に当該時刻別の波浪スペクトルを用いて基準時間帯における波浪スペクトルの平均S0'を計算する。
次に、風速が計測されている場合には、波浪スペクトルの変化による受信電力の変化分を、風速を用いて算出する。本発明において、基準時間帯における波浪スペクトルが海洋レーダの受信電力に与える影響と計測時間帯における波浪スペクトルが受信電力に与える影響との変化分を風速を用いて推算する方法には以下の二つがある。
波浪スペクトル推算部11aは、まず、基準時間帯における観測に用いられた海洋レーダの電波波長LRと基準時間帯に観測海域において計測された風速U19.5とを数式20に代入して波浪スペクトルS'(LR)を推算する。
本発明の適用においては、数式20を用いないで以下の方法によって基準時間帯における波浪スペクトルが海洋レーダの受信電力に与える影響と計測時間帯における波浪スペクトルが受信電力に与える影響との変化分を推算する、言い換えると変化分波浪スペクトルを推算するようにしても良い。例えば、地上19.5mではない高さで風速を計測した場合で基準時間帯や計測時間帯における風速U19.5の値が整備されていない場合などに以下の方法は有効である。
ここに、RSI':受信電力〔dB〕,
U:風速〔ms-1〕,
a1,b1:回帰係数,定数項
をそれぞれ表す。
ここに、RSI':受信電力〔dB〕
(実際の観測値から変化分波浪スペクトルを差し引いたもの),
σ:電気伝導度〔Sm-1〕,
a2,b2:回帰係数,定数項
をそれぞれ表す。
ここに、σKCl(15):15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の
電気伝導度
を表す。
ここに、T:水温,
σ:電気伝導度,
α:温度補正係数(0.01〜0.03程度)
をそれぞれ表す。
また、下付の0:基準時間帯における電気伝導度,水温であることを表し、
下付のc:計測時間帯における電気伝導度,水温であることを表す。
なお、σ(Tc)=σc,σ(T0)=σ0 である。
ここに、K15:15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の
電気伝導度σKCl(15)に対する海水の電気伝導度の比,
σ(Tc):計測時間帯における電気伝導度,
Tc:計測時間帯における水温,
α:温度補正係数(0.01〜0.03程度)
をそれぞれ表す。
なお、σ(Tc)=σc である。
本実施例では、海洋レーダの観測データとして、長崎県雲仙市に設置(図9中 Unzenの表示直上の丸印位置)された海洋レーダを用いて諫早湾湾口部において2006年から2008年にかけて実施された観測の結果を用いた。
波浪スペクトル項の検討には、2006年12月22日から2007年4月18日まで(以下、対象期間と呼ぶ)の合計5586回分の受信電力の観測データを用いた。対象期間における観測海域周辺の降雨量が少なかったことから、河川水による海域の塩分低下は殆どないと推測されたため、塩分の変動による電気伝導度の変化は少ないと考えられた。また、観測海域における水温は対象期間中で約7℃の変動があった。この水温の変動に伴う電気伝導度の変化が受信電力に影響を与える可能性があった。そのため、水温の変動が受信電力にばらつきとして現れることが考えられた。
次に、数式10における電気伝導度の影響項Z(σ)を求めた。しかし、Z(σ)に含まれる電気伝導度が散乱断面積に及ぼす影響項X'(σ)は不明であるので、本実施例では、伝搬損失の影響分A1'(σ)も含めてZ(σ)を観測結果から経験的に算出した。
(4−1)観測の概要
まず、2006年6月14日から7月24日まで(以下、観測期間と呼ぶ)の筑後川流量と雨量との変動を図12に示す。図12から、2006年夏季においては6月24日周辺と7月5日と7月19日から22日との3回、筑後川から大規模な出水が生じていたことが分かった。なお、観測期間における受信電力データを収集した海洋レーダの設置位置及び視線方向は図9と同じであった。
次に、河川流量が少なく且つ降雨がない状態の6月18日から22日(193回分の観測データ)を基準時間として基準電力を求めた。観測海域における観測の結果によると、6月13日の段階では有明海奥部及び諫早湾湾口部の表層塩分は32程度であった。このことから、6月13日時点では湾内で塩分成層は形成されていないと考えられた。図12から、6月13日から22日までは大きな降雨や出水は発生していないので、6月22日までは塩分成層は形成されていなかったと推測された。これらのことも踏まえ、基準時間の平均値は、表層塩分が32で一様な場の値であると仮定した。
表層塩分を推定するには、水温が既知である必要がある。本実施例では、観測期間中の表層水温が一定であると仮定した。すなわち、受信電力の変動は塩分の変化に伴う電気伝導度の変動に全て起因するものとし、表層塩分の推定を行った。観測海域における観測の結果から、図12に示す期間(即ち観測期間)の水温の変動は最大で2℃であり、塩分の変動は約17であったことが確認された。図5より、表層塩分が電気伝導度に及ぼす影響が水温に比べて十分に大きいので、観測期間の電気伝導度の変動は塩分が支配的であり、水温の変動は無視できると考えられた。また、波浪スペクトル項の影響も考慮しないことにした。なお、観測期間中の雲仙局及び荒尾局の風速は概ね2ms-1以上の風速が大半を占めていたことが確認され、このことから、波浪スペクトルの極端な低下は少なかったと考えられた。
2006年6月22日から7月14日までについて、受信電力の1次散乱強度を用いて表層塩分を推算すると共に日平均し、図13及び図14に示す結果が得られた。
また、受信電力のノイズフロアを用いて表層塩分を推算すると共に日平均し、図15及び図16に示す結果が得られた。
11 制御部
12 記憶部
13 入力部
14 表示部
15 メモリ
16 データサーバ
17 海洋表層の塩分計測プログラム
18 海洋表層の水温計測プログラム
Claims (12)
- 海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の水質の計測を行う計測時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力の1次散乱強度RSI0'に与える影響と前記計測時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算するステップと、前記基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度に与える影響との変化分Δs'を推算するステップと、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力の1次散乱強度から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力の1次散乱強度と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定するステップと、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)を用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算するステップと、前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を用いて水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を算出するステップと、前記水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を用いて15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の電気伝導度に対する海水の電気伝導度σ(15)の比K15を算出するステップと、前記電気伝導度の比K15の値を用いて実用塩分を算出するステップとを有することを特徴とする海洋表層の塩分計測方法。
- 海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の水質の計測を行う計測時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力の1次散乱強度RSI0'に与える影響と前記計測時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算する手段と、前記基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度に与える影響との変化分Δs'を推算する手段と、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力の1次散乱強度から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力の1次散乱強度と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定する手段と、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)を用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算する手段と、前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を用いて水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を算出する手段と、前記水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を用いて15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の電気伝導度に対する海水の電気伝導度σ(15)の比K15を算出する手段と、前記電気伝導度の比K15の値を用いて実用塩分を算出する手段とを有することを特徴とする海洋表層の塩分計測装置。
- 水質計測対象の海域において海洋レーダによって観測される受信電力の値を用いて前記海域の塩分の推算を行う際に、海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の水質の計測を行う計測時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力の1次散乱強度RSI0'に与える影響と前記計測時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算する手段、前記基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度に与える影響との変化分Δs'を推算する手段、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力の1次散乱強度から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力の1次散乱強度と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定する手段、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)を用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算する手段、前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を用いて水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を算出する手段、前記水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を用いて15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の電気伝導度に対する海水の電気伝導度σ(15)の比K15を算出する手段、前記電気伝導度の比K15の値を用いて実用塩分を算出する手段としてコンピュータを機能させるための海洋表層の塩分計測プログラム。
- 海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の水質の計測を行う計測時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力RSI0'に与える影響と前記計測時間帯における波浪が受信電力RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算するステップと、前記基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が受信電力RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力に与える影響との変化分Δs'を推算するステップと、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定するステップと、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)を用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算するステップと、σc=σ0{1+α(Tc−T0)}(ただし、T0:前記基準時間帯における水温,α:温度補正係数)を用いて前記計測時間帯における水温Tcの値を推算するステップとを有することを特徴とする海洋表層の水温計測方法。
- 海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の水質の計測を行う計測時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力RSI0'に与える影響と前記計測時間帯における波浪が受信電力RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算する手段と、前記基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が受信電力RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力に与える影響との変化分Δs'を推算する手段と、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定する手段と、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)を用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算する手段と、σc=σ0{1+α(Tc−T0)}(ただし、T0:前記基準時間帯における水温,α:温度補正係数)を用いて前記計測時間帯における水温Tcの値を推算する手段とを有することを特徴とする海洋表層の水温計測装置。
- 水質計測対象の海域において海洋レーダによって観測される受信電力の値を用いて前記海域の水温の推算を行う際に、海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の水質の計測を行う計測時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力RSI0'に与える影響と前記計測時間帯における波浪が受信電力RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算する手段、前記基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が受信電力RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力に与える影響との変化分Δs'を推算する手段、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定する手段、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)を用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算する手段、σc=σ0{1+α(Tc−T0)}(ただし、T0:前記基準時間帯における水温,α:温度補正係数)を用いて前記計測時間帯における水温Tcの値を推算する手段としてコンピュータを機能させるための海洋表層の水温計測プログラム。
- 海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の水質の計測を行う計測時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力RSI0'に与える影響と前記計測時間帯における波浪が受信電力RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算するステップと、前記基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が受信電力RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力に与える影響との変化分Δs'を推算するステップと、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定するステップと、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)を用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算するステップと、K15=σc/[σKCl(15){1+α(Tc−15)}] と PS=0.008−0.1692K15 0.5+25.3851K15+14.0941K15 1.5−7.0261K15 2+2.7081K15 2.5(ただし、σKCl(15):15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の電気伝導度,α:温度補正係数,PS:計測時間帯における塩分)とを用いて前記計測時間帯における水温Tcの値を推算するステップとを有することを特徴とする海洋表層の水温計測方法。
- 海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の水質の計測を行う計測時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力RSI0'に与える影響と前記計測時間帯における波浪が受信電力RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算する手段と、前記基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が受信電力RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力に与える影響との変化分Δs'を推算する手段と、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定する手段と、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)を用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算する手段と、K15=σc/[σKCl(15){1+α(Tc−15)}] と PS=0.008−0.1692K15 0.5+25.3851K15+14.0941K15 1.5−7.0261K15 2+2.7081K15 2.5(ただし、σKCl(15):15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の電気伝導度,α:温度補正係数,PS:計測時間帯における塩分)とを用いて前記計測時間帯における水温Tcの値を推算する手段とを有することを特徴とする海洋表層の水温計測装置。
- 水質計測対象の海域において海洋レーダによって観測される受信電力の値を用いて前記海域の水温の推算を行う際に、海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の水質の計測を行う計測時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力RSI0'に与える影響と前記計測時間帯における波浪が受信電力RSIm'に与える影響との変化分ΔS'を推算する手段、前記基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が受信電力RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力に与える影響との変化分Δs'を推算する手段、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定する手段、RSI0'−RSIm'=ΔS'+{f(σ0)−f(σc)}(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)を用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算する手段、K15=σc/[σKCl(15){1+α(Tc−15)}] と PS=0.008−0.1692K15 0.5+25.3851K15+14.0941K15 1.5−7.0261K15 2+2.7081K15 2.5(ただし、σKCl(15):15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の電気伝導度,α:温度補正係数,PS:計測時間帯における塩分)とを用いて前記計測時間帯における水温Tcの値を推算する手段としてコンピュータを機能させるための海洋表層の水温計測プログラム。
- 海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力の1次散乱強度RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度に与える影響との変化分Δs'を推算するステップと、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力の1次散乱強度から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力の1次散乱強度と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定するステップと、海水の水質の計測を行う計測時間帯における受信電力のノイズフロアRSInm'とRSI0'−RSInm'=f(σ0)−f(σc)(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)とを用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算するステップと、前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を用いて水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を算出するステップと、前記水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を用いて15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の電気伝導度に対する海水の電気伝導度σ(15)の比K15を算出するステップと、前記電気伝導度の比K15の値を用いて実用塩分を算出するステップとを有することを特徴とする海洋表層の塩分計測方法。
- 海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力の1次散乱強度RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度に与える影響との変化分Δs'を推算する手段と、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力の1次散乱強度から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力の1次散乱強度と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定する手段と、海水の水質の計測を行う計測時間帯における受信電力のノイズフロアRSInm'とRSI0'−RSInm'=f(σ0)−f(σc)(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)とを用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算する手段と、前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を用いて水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を算出する手段と、前記水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を用いて15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の電気伝導度に対する海水の電気伝導度σ(15)の比K15を算出する手段と、前記電気伝導度の比K15の値を用いて実用塩分を算出する手段とを有することを特徴とする海洋表層の塩分計測装置。
- 水質計測対象の海域において海洋レーダによって観測される受信電力の値を用いて前記海域の塩分の推算を行う際に、海水の電気伝導度が変化しない基準時間帯における波浪若しくは風速のデータと海水の電気伝導度が変化する電気伝導度変動時間帯における波浪若しくは風速のデータとを用いて前記基準時間帯における波浪が海洋レーダによって観測される受信電力の1次散乱強度RSI0'に与える影響と前記電気伝導度変動時間帯における波浪が受信電力の1次散乱強度に与える影響との変化分Δs'を推算する手段、前記電気伝導度変動時間帯において海洋レーダによって観測された受信電力の1次散乱強度から前記変化分Δs'を差し引いた受信電力の1次散乱強度と前記電気伝導度変動時間帯における電気伝導度σとの間の関係の回帰関数f(σ)を推定する手段、海水の水質の計測を行う計測時間帯における受信電力のノイズフロアRSInm'とRSI0'−RSInm'=f(σ0)−f(σc)(ただし、σ0:前記基準時間帯における電気伝導度)とを用いて前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を推算する手段、前記計測時間帯における電気伝導度σcの値を用いて水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を算出する手段、前記水温15℃の場合の電気伝導度σ(15)を用いて15℃且つ1気圧の標準状態における塩化カリウムの標準液の電気伝導度に対する海水の電気伝導度σ(15)の比K15を算出する手段、前記電気伝導度の比K15の値を用いて実用塩分を算出する手段としてコンピュータを機能させるための海洋表層の塩分計測プログラム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010042059A JP5483343B2 (ja) | 2009-06-22 | 2010-02-26 | 海洋表層の水質計測方法、水質計測装置及び水質計測プログラム |
PCT/JP2010/004010 WO2010150490A1 (ja) | 2009-06-22 | 2010-06-16 | 海洋表層の水質計測方法、水質計測装置及び水質計測プログラム |
US13/376,536 US8843318B2 (en) | 2009-06-22 | 2010-06-16 | Water quality measuring method, water quality measuring device, and water quality measuring program for marine surface layers |
DE112010002676T DE112010002676T5 (de) | 2009-06-22 | 2010-06-16 | Verfahren zur messung der wasserqualität, vorrichtung zur messung der wasserqualität und programm zur messung der wasserqualität für meeresoberflächenschichten |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009147643 | 2009-06-22 | ||
JP2009147643 | 2009-06-22 | ||
JP2010042059A JP5483343B2 (ja) | 2009-06-22 | 2010-02-26 | 海洋表層の水質計測方法、水質計測装置及び水質計測プログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011027713A true JP2011027713A (ja) | 2011-02-10 |
JP5483343B2 JP5483343B2 (ja) | 2014-05-07 |
Family
ID=43386278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010042059A Expired - Fee Related JP5483343B2 (ja) | 2009-06-22 | 2010-02-26 | 海洋表層の水質計測方法、水質計測装置及び水質計測プログラム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8843318B2 (ja) |
JP (1) | JP5483343B2 (ja) |
DE (1) | DE112010002676T5 (ja) |
WO (1) | WO2010150490A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013020601A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Ferd Inc | 津波監視システム |
RU2631267C2 (ru) * | 2015-10-06 | 2017-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН" | Способ дистанционного определения солености морской воды |
KR102076735B1 (ko) * | 2018-11-02 | 2020-02-12 | 해양환경공단 | 수온 및 염도 분포 정보 변환 시스템 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110717631B (zh) * | 2019-10-10 | 2022-02-08 | 国家海洋局北海预报中心 | 一种海浪预报循环回归逐时订正方法及装置 |
CN113109775B (zh) * | 2021-04-15 | 2022-07-29 | 吉林大学 | 考虑目标表面覆盖特征的毫米波雷达目标可见性判断方法 |
CN113358837A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-09-07 | 刘若冲 | 一种教学型海洋洋流检测装置 |
CN115147239B (zh) * | 2022-06-10 | 2023-04-07 | 自然资源部第一海洋研究所 | 新建滨海电厂温升区环境本底水温推算及温升计算方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004085394A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Nec Corp | 海洋予報データ修正方式 |
JP2005321269A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Nec Corp | 海洋モデル定常状態判定方法、海洋モデル定常状態判定装置及びそのプログラム |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6269763B1 (en) * | 1998-02-20 | 2001-08-07 | Richard Lawrence Ken Woodland | Autonomous marine vehicle |
US6427615B1 (en) * | 2001-01-17 | 2002-08-06 | Strong Engineering Consulting Co., Ltd. | Modularized unmanned marine surface vehicle |
US7434523B2 (en) * | 2005-08-31 | 2008-10-14 | Robert Kingsbury | Speedboat hull design |
JP2007248293A (ja) | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | 海洋レーダ装置 |
JP4825183B2 (ja) | 2007-09-21 | 2011-11-30 | 財団法人電力中央研究所 | 表層流速推定方法、装置並びにプログラム |
-
2010
- 2010-02-26 JP JP2010042059A patent/JP5483343B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2010-06-16 WO PCT/JP2010/004010 patent/WO2010150490A1/ja active Application Filing
- 2010-06-16 US US13/376,536 patent/US8843318B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-06-16 DE DE112010002676T patent/DE112010002676T5/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004085394A (ja) * | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Nec Corp | 海洋予報データ修正方式 |
JP2005321269A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Nec Corp | 海洋モデル定常状態判定方法、海洋モデル定常状態判定装置及びそのプログラム |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JPN7010002792; 吉井匠 他: 'VHF帯DBF海洋レーダにおけるデータ測得に与える要因に関する考察' 電力中央研究所 研究報告書 , 200806, V07017 * |
JPN7010002793; 吉井匠 他: '海洋レーダ観測における表層塩分の影響' 電力中央研究所 研究報告書 , 200909, V09003 * |
JPN7010002794; 吉井匠 他: '海洋レーダを用いた表層塩分の観測方法の提案' 電力中央研究所 研究報告書 , 201005, V09038 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013020601A (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-31 | Ferd Inc | 津波監視システム |
RU2631267C2 (ru) * | 2015-10-06 | 2017-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Морской гидрофизический институт РАН" | Способ дистанционного определения солености морской воды |
KR102076735B1 (ko) * | 2018-11-02 | 2020-02-12 | 해양환경공단 | 수온 및 염도 분포 정보 변환 시스템 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120078516A1 (en) | 2012-03-29 |
DE112010002676T5 (de) | 2012-11-15 |
JP5483343B2 (ja) | 2014-05-07 |
WO2010150490A1 (ja) | 2010-12-29 |
US8843318B2 (en) | 2014-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5483343B2 (ja) | 海洋表層の水質計測方法、水質計測装置及び水質計測プログラム | |
Gurgel et al. | Simulation and detection of tsunami signatures in ocean surface currents measured by HF radar | |
Zavorotny et al. | A physical model for GPS multipath caused by land reflections: Toward bare soil moisture retrievals | |
Wyatt | Limits to the inversion of HF radar backscatter for ocean wave measurement | |
Röhrs et al. | Comparison of HF radar measurements with Eulerian and Lagrangian surface currents | |
Shen et al. | Wind-speed inversion from HF radar first-order backscatter signal | |
Cui et al. | Measurements of ocean wave and current field using dual polarized X-band radar | |
Koyama et al. | Variability of Surface Soil Moisture Observed from Multitemporal C-Band Synthetic Aperture Radar and Field DataAll rights reserved. No part of this periodical may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, recording, or any information storage and retrieval system, without permission in writing from the publisher. | |
CN109061640B (zh) | 一种用于顺轨干涉sar海流反演的方位模糊抑制方法 | |
Ermoshkin et al. | Estimation of the wind-driven wave spectrum using a high spatial resolution coherent radar | |
Xie et al. | Measuring ocean surface wind field using shipborne high-frequency surface wave radar | |
Chamoli et al. | Capability of NavIC, an Indian GNSS constellation, for retrieval of surface soil moisture | |
Schuler | Remote sensing of directional gravity wave spectra and surface currents using a microwave dual-frequency radar | |
Liu et al. | A new Doppler model incorporated with free and broken-short waves for coherent S-band wave radar at near-grazing angles | |
Houghton et al. | Performance statistics of a real-time Pacific Ocean weather sensor network | |
Zirizzotti et al. | Ice and bedrock characteristics underneath Dome C (Antarctica) from radio echo sounding data analysis | |
Hisaki | Sea surface wind correction using HF ocean radar and its impact on coastal wave prediction | |
Rossiter et al. | Ice-thickness measurement | |
Hawley et al. | Ice thickness measurements in Lake Erie during the winter of 2010–2011 | |
CN102818933A (zh) | 一种利用高频地波雷达遥感海面电导率分布的方法 | |
Guo et al. | Historical surface mass balance from a frequency-modulated continuous-wave (FMCW) radar survey from Zhongshan station to Dome A | |
Deng et al. | Wave height and wave period measurements using small-aperture HF radar | |
Fan et al. | Shallow water depth retrieval from space-borne SAR imagery | |
Cassiani et al. | Time-lapse surface-to-surface GPR measurements to monitor a controlled infiltration experiment | |
Chu et al. | Algorithm to eliminate the wind direction ambiguity from the monostatic high‐frequency radar backscatter spectra |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140212 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140212 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5483343 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |