JP5491788B2 - 気象レーダシステムとその降水強度算出方法 - Google Patents
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Description
前記送受信装置の受信出力から二重偏波観測を行って偏波毎の受信電力を算出する信号処理装置と、前記受信電力をもとに、第1空間分解能の第1観測パラメータと、前記第1観測パラメータより降水強度との相関が高く、前記第1空間分解能より低い第2空間分解能の第2観測パラメータとを算出する観測パラメータ算出手段と、前記第2観測パラメータに前記第1観測パラメータの比率を掛け合わせて前記第1空間分解能の第2観測パラメータに変換し、変換した前記第2観測パラメータに基づいて降水強度を算出する降水強度算出手段とを具備する一態様とする。
Z=B×R β (B,βは定数)
前記差分レーダ装置反射因子(Z DR )をもとに定数(B)を算出する一態様とする。
Z=B×R β (B,βは定数)
前記差分レーダ装置反射因子(Z DR )をもとに定数(B)を算出する一態様とする。
KDP={φDP(r2)-φDP(r1)}/2(r2−r1)
降水強度算出処理103では、図6に示す通り比偏波間位相差(KDP)は低空間分解能であるが、降水強度との相関が高い性質と、空間分解能が高いが降水強度の絶対値との相関は低く、その地点付近の相対的な値となるレーダ反射因子(Z)とを組み合わせることで、高空間分解能で高精度な降水強度(R)を算出する。
Z=B×Rβ …(1)
Bは下記2−1〜2−3の方法で決定する。
2−1:降水強度算出式Z=B・RβのBを予めB=200等に設定する。Bについては、Zの値に応じて予めテーブルを持っておき、そのテーブルの値を利用してもよい。
2−2:BをZから決定する方法であり、aを定数としてB=a×ZでBを決定する。Bを求める際の分解能は、KDPの分解能とする場合と、Z本来の分解能の2つの形態が考えられる。
2−3:BをZDRから決定する方法であり、aを定数としてB=a×ZDRでBを決定する。Bを求める際の分解能は、KDPの分解能とする場合と、ZDR本来の分解能の2つの形態が考えられる。
Θ=m×θ …(3)
L=n×l …(4)
ここで、高分解能の方位方向のメッシュ番号i=1〜m、距離方向のメッシュ番号j=1〜nとすると、式(1)は次のように変換される。
Zi,j=B×Ri,j β …(5)
ここで低分解能でも高分解能でも方位角Θ[deg]、距離L[m]の領域における総降水量は同じであると仮定すると、一定領域の平均降水強度をRaveとすれば、
m×n×Rave=ΣRi,j …(6)
ここで、式(5)と式(6)からβを解析的に推定する。βを求める際の分解能は、KDPの分解能(低分解能)とする場合と、ZまたはZDR本来の分解能(高分解能)の2つの形態が考えられる。
Claims (10)
- 水平偏波と垂直偏波のレーダ波を送信し、その反射波を受信する送受信装置と、
前記送受信装置の受信出力から二重偏波観測を行って偏波毎の受信電力を算出する信号処理装置と、
前記受信電力をもとに、第1空間分解能の第1観測パラメータと、前記第1観測パラメータより降水強度との相関が高く、前記第1空間分解能より低い第2空間分解能の第2観測パラメータとを算出する観測パラメータ算出手段と、
前記第2観測パラメータに前記第1観測パラメータの比率を掛け合わせて前記第1空間分解能の第2観測パラメータに変換し、変換した前記第2観測パラメータに基づいて降水強度を算出する降水強度算出手段と
を具備することを特徴とする気象レーダシステム。 - 前記観測パラメータ算出手段は、前記第1観測パラメータとしてレーダ反射因子(Z)を算出し、前記第2観測パラメータとして前記受信電力の偏波間位相差(φ DP )をもとに比偏波間位相差(K DP )を算出し、
前記降水強度算出手段は、前記比偏波間位相差(KDP)を前記レーダ反射因子の水平偏波成分に基づいて前記第1空間分解能に変換し、変換した前記比偏波間位相差(K DP )から前記第2空間分解能で一定領域の平均降水強度(Rave [mm/h])を算出し、前記レーダ反射因子(Z)と、前記平均降水強度(Rave [mm/h])とから前記第1空間分解能の降水強度(R[mm/h])を算出することを特徴とする請求項1記載の気象レーダシステム。 - 前記観測パラメータ算出手段は、前記第1観測パラメータとしてレーダ反射因子(Z)及び差分レーダ反射因子(Z DR )を算出し、前記第2観測パラメータとして前記受信電力の偏波間位相差(φ DP )をもとに比偏波間位相差(K DP )を算出し、
前記降水強度算出手段は、前記レーダ反射因子(Z)と降水強度(R[mm/h])との関係が、次の関係式で表されるとき、
Z=B×R β (B,βは定数)
前記差分レーダ装置反射因子(Z DR )をもとに定数(B)を算出することを特徴とする請求項1記載の気象レーダシステム。 - 前記降水強度算出手段は、前記降水強度(R[mm/h])を方位方向及び距離方向に平滑化することをさらに特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の気象レーダシステム。
- 前記観測パラメータ算出手段は、前記第1観測パラメータを算出する際に、偏波間位相差(φDP)により水平偏波及び垂直偏波それぞれにおける当該地点までの電波減衰量を加味することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の気象レーダシステム。
- 水平偏波と垂直偏波のレーダ波を送信し、その反射波を受信し、
前記反射波の受信出力から二重偏波観測を行って偏波毎の受信電力を算出し、
前記受信電力をもとに、第1空間分解能の第1観測パラメータと、前記第1観測パラメータより降水強度との相関が高く、前記第1空間分解能より低い第2空間分解能の第2観測パラメータとを算出し、
前記第2観測パラメータに前記第1観測パラメータの比率を掛け合わせて前記第1空間分解能の第2観測パラメータに変換し、変換した前記第2観測パラメータに基づいて降水強度を算出することを特徴とする気象レーダシステムの降水強度算出方法。 - 前記第1観測パラメータとしてレーダ反射因子(Z)を算出し、前記第2観測パラメータとして前記受信電力の偏波間位相差(φ DP )をもとに比偏波間位相差(K DP )を算出し、
前記降水強度の算出は、前記比偏波間位相差(KDP)を前記レーダ反射因子の水平偏波成分に基づいて前記第1空間分解能に変換し、変換した前記比偏波間位相差(K DP )から前記第2空間分解能で一定領域の平均降水強度(Rave [mm/h])を算出し、前記レーダ反射因子(Z)と、前記平均降水強度(Rave [mm/h])とから前記第1空間分解能の降水強度(R[mm/h])を算出することを特徴とする請求項6記載の気象レーダシステムの降水強度算出方法。 - 前記第1観測パラメータとしてレーダ反射因子(Z)及び差分レーダ反射因子(Z DR )を算出し、前記第2観測パラメータとして前記受信電力の偏波間位相差(φ DP )をもとに比偏波間位相差(K DP )を算出し、
前記降水強度の算出は、前記レーダ反射因子(Z)と降水強度(R[mm/h])との関係が、次の関係式で表されるとき、
Z=B×R β (B,βは定数)
前記差分レーダ装置反射因子(Z DR )をもとに定数(B)を算出することを特徴とする請求項6記載の気象レーダシステムの降水強度算出方法。 - 前記降水強度の算出は、前記降水強度(R[mm/h])を方位方向及び距離方向に平滑化することをさらに特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の気象レーダシステムの降水強度算出方法。
- 前記観測パラメータの算出は、前記第1観測パラメータを算出する際に、偏波間位相差(φDP)により水平偏波及び垂直偏波それぞれにおける当該地点までの電波減衰量を加味することを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の気象レーダシステムの降水強度算出方法。
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