JP6445145B2 - Precipitation intensity calculation apparatus, weather radar apparatus, precipitation intensity calculation method, and precipitation intensity calculation program - Google Patents
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Description
本発明は、所定エリア内における各地点の降水強度を算出する降水強度算出装置、当該降水強度算出装置を備えた気象レーダ装置、降水強度算出方法、及び降水強度算出プログラムに関する。 The present invention relates to a precipitation intensity calculation device that calculates the precipitation intensity at each point in a predetermined area, a weather radar device including the precipitation intensity calculation device, a precipitation intensity calculation method, and a precipitation intensity calculation program.
従来から知られている気象レーダ装置では、偏波間位相差変化率(Kdp)、H偏波レーダ反射因子(Zh)、差分レーダ反射因子(Zdr)、のいずれかの観測パラメータに基づく方式によって降水強度の算出を行っている(例えば、特許文献1の段落0002)。 Conventionally known meteorological radar apparatuses use a method based on one of the observation parameters of the polarization phase difference change rate (Kdp), the H polarization radar reflection factor (Zh), and the differential radar reflection factor (Zdr). The intensity is calculated (for example, paragraph 0002 of Patent Document 1).
ところで、上述したように各パラメータに基づく方式を切り替えて降水強度の算出を行った場合、各パラメータに基づく方式に一長一短があるため、精度のよい結果が安定して得られない、という問題がある。 By the way, when calculating the precipitation intensity by switching the method based on each parameter as described above, there is a problem in that accurate results cannot be obtained stably because the method based on each parameter has advantages and disadvantages. .
具体的には、偏波間位相差変化率(Kdp)は、算出する過程で、方位、距離方向に広く平均を行っているため、得られる空間分解能が粗い、という問題がある。また、H偏波レーダ反射因子(Zh)は、周辺の降水強度との相対的な強弱関係は維持されるものの、絶対的な精度が低い、という問題がある。また、H偏波レーダ反射因子(Zh)及び差分レーダ反射因子(Zdr)は、電波減衰時の精度が悪いため補正の必要がある、という問題がある。 Specifically, the phase difference change rate (Kdp) between polarizations is averaged widely in the azimuth and distance directions in the process of calculation, so that there is a problem that the obtained spatial resolution is rough. In addition, the H-polarization radar reflection factor (Zh) has a problem that the absolute accuracy is low although the relative strength relationship with the surrounding precipitation intensity is maintained. Further, the H-polarization radar reflection factor (Zh) and the differential radar reflection factor (Zdr) have a problem that they need to be corrected because the accuracy at the time of radio wave attenuation is poor.
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、降水強度を精度良く算出することである。 The present invention is for solving the above-described problems, and an object thereof is to accurately calculate precipitation intensity.
(1)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る降水強度算出装置は、第1降水強度を算出する第1降水強度算出部と、前記第1降水強度算出部とは異なる手法により、前記第1降水強度よりも分解能が低く且つ精度が高い第2降水強度を算出する第2降水強度算出部と、前記第2降水強度を用いて前記第1降水強度を補正する補正部と、を備えている。 (1) In order to solve the above-described problem, a precipitation intensity calculation device according to an aspect of the present invention is a method in which a first precipitation intensity calculation unit for calculating a first precipitation intensity is different from the first precipitation intensity calculation unit. A second precipitation intensity calculation unit that calculates a second precipitation intensity that is lower in resolution and higher in accuracy than the first precipitation intensity, and a correction unit that corrects the first precipitation intensity using the second precipitation intensity. It is equipped with.
(2)好ましくは、前記補正部は、前記第1降水強度及び前記第2降水強度の双方に基づいて補正値を算出し、該補正値で前記第1降水強度を補正する。 (2) Preferably, the correction unit calculates a correction value based on both the first precipitation intensity and the second precipitation intensity, and corrects the first precipitation intensity with the correction value.
(3)更に好ましくは、前記補正部は、前記第1降水強度と前記第2降水強度との差に基づいて得られる値を前記補正値として算出し、該補正値を前記第1降水強度に加算することにより該第1降水強度を補正する。 (3) More preferably, the correction unit calculates a value obtained based on a difference between the first precipitation intensity and the second precipitation intensity as the correction value, and sets the correction value as the first precipitation intensity. The first precipitation intensity is corrected by adding.
(4)好ましくは、前記補正部は、前記第1降水強度と前記第2降水強度との比に基づ
いて得られる値を前記補正値として算出し、該補正値を前記第1降水強度に乗算することにより該第1降水強度を補正する。(4) Preferably, the correction unit calculates a value obtained based on a ratio between the first precipitation intensity and the second precipitation intensity as the correction value, and multiplies the first precipitation intensity by the correction value. To correct the first precipitation intensity.
(5)好ましくは、前記補正部は、前記第1降水強度の分解能と前記第2降水強度の分解能とが互いに同じになるように、前記第1降水強度の分解能及び前記第2降水強度の分解能のうち少なくとも一方を調整する分解能調整部を更に備え、前記補正値を、分解能が調整された前記第1降水強度と前記第2降水強度に基づいて、又は分解能が調整された前記第1降水強度と分解能が調整された前記第2降水強度に基づいて算出する。 (5) Preferably, the correction unit has the resolution of the first precipitation intensity and the resolution of the second precipitation intensity so that the resolution of the first precipitation intensity and the resolution of the second precipitation intensity are the same. A resolution adjusting unit that adjusts at least one of the first precipitation intensity and the first precipitation intensity whose resolution is adjusted based on the first precipitation intensity and the second precipitation intensity whose resolution is adjusted. And the second precipitation intensity adjusted for resolution.
(6)好ましくは、前記第1降水強度算出部は、前記第1降水強度を、H偏波レーダ反射因子に基づいて算出する。 (6) Preferably, the first precipitation intensity calculation unit calculates the first precipitation intensity based on an H-polarization radar reflection factor.
(7)好ましくは、前記第2降水強度算出部は、前記第2降水強度を、偏波間位相差変化率に基づいて算出する。 (7) Preferably, the second precipitation intensity calculation unit calculates the second precipitation intensity based on a phase difference change rate between polarizations.
(8)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る気象レーダ装置は、上述したいずれかの降水強度算出装置を備えている。 (8) In order to solve the above problems, a weather radar apparatus according to an aspect of the present invention includes any one of the above-described precipitation intensity calculation apparatuses.
(9)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る降水強度算出方法は、第1降水強度を算出するステップと、前記第1降水強度を算出するステップとは異なる手法により、前記第1降水強度よりも分解能が低く且つ精度が高い第2降水強度を算出するステップと、前記第2降水強度を用いて前記第1降水強度を補正するステップと、を含む。 (9) In order to solve the above-described problem, a precipitation intensity calculation method according to an aspect of the present invention is characterized in that the step of calculating the first precipitation intensity and the step of calculating the first precipitation intensity are different methods, Calculating a second precipitation intensity having a lower resolution and higher accuracy than the first precipitation intensity; and correcting the first precipitation intensity using the second precipitation intensity.
(10)上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る降水強度算出プログラムは、第1降水強度を算出するステップと、前記第1降水強度を算出するステップとは異なる手法により、前記第1降水強度よりも分解能が低く且つ精度が高い第2降水強度を算出するステップと、前記第2降水強度を用いて前記第1降水強度を補正するステップと、をコンピュータに実行させる。 (10) In order to solve the above-described problem, a precipitation intensity calculation program according to an aspect of the present invention provides a method for calculating a first precipitation intensity and a step of calculating the first precipitation intensity by a different method. Causing the computer to execute a step of calculating a second precipitation intensity having a lower resolution and higher accuracy than the first precipitation intensity and a step of correcting the first precipitation intensity using the second precipitation intensity.
本発明によれば、降水強度を精度良く算出できる。 According to the present invention, precipitation intensity can be calculated with high accuracy.
図1は、本発明の実施形態に係る気象レーダ装置1の構成を示すブロック図である。また、図2は、図1に示す降水強度算出処理部10(降水強度算出装置)の構成を示すブロック図である。また、図3は、降水強度算出処理部10の動作を示すフローチャートである。以下では、本発明の実施形態に係る気象レーダ装置1について、図を参照して説明する。図1に示す気象レーダ装置1は、所定エリア内の各地点における降水強度を算出可能に構成されている。なお、「降水」とは、雨、雪、あられ、みぞれなど、空からから地面へ水分が落下することをいう。また、以下では、降水するこれらの物標を、降水物標と称する場合もある。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a weather radar apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the precipitation intensity calculation processing unit 10 (precipitation intensity calculation apparatus) shown in FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the precipitation intensity
また、本実施形態では、気象レーダ装置1は、2重偏波方式を採用している。すなわち、気象レーダ装置1は、水平偏波(H偏波)および垂直偏波(V偏波)を含む送信波を送波し、その後、それらの反射波を受信波として受波する。受信波は、水平偏波と、垂直偏波とを含んでいる。また、受信波には、送信波が大気中の水分などの物体に反射することで生じるエコーが含まれている。 In the present embodiment, the weather radar apparatus 1 adopts a double polarization method. That is, the weather radar apparatus 1 transmits transmission waves including horizontal polarization (H polarization) and vertical polarization (V polarization), and then receives those reflected waves as reception waves. The received wave includes horizontal polarization and vertical polarization. In addition, the reception wave includes an echo that is generated when the transmission wave is reflected by an object such as moisture in the atmosphere.
[構成]
気象レーダ装置1は、図1に示すように、アンテナ2と、サーキュレータ3と、RFコンバータ4と、信号処理装置5と、パワーアンプ6と、操作・表示装置7と、を備えている。[Constitution]
As shown in FIG. 1, the weather radar device 1 includes an
操作・表示装置7は、オペレータによって操作可能な操作パネル(図示せず)を含んでいる。オペレータは、この操作パネルを操作することにより、気象レーダ装置1を操作する。
The operation /
アンテナ2は、指向性の狭い送信波を送波可能なレーダアンテナである。また、アンテナ2は、受信波を受波可能に構成されている。気象レーダ装置1は、送信波を送波してから受信波を受波するまでの時間を測定する。これにより、気象レーダ装置1は、物体までの距離rを検出することができる。アンテナ2は、水平面上で360°回転可能に構成されている。また、アンテナ2は、仰角φを0°〜180°の範囲で変更可能に構成されている。アンテナ2は、送信波及び受信波を送受信する方向(方位θ、仰角φ)を変えながら、送信波及び受信波の送受波を繰り返し行うように構成されている。
The
また、アンテナ2から信号処理装置5へは、サーキュレータ3及びRFコンバータ4を介して、当該アンテナ2が現在どの方向を向いているか(方位θ)を示すデータが出力されている。その結果、気象レーダ装置1は、受信波を読み出す際には、受信波が到達した位置を、距離rと方位θ(アンテナ角度)と仰角φとの極座標で取得することができる。
Further, data indicating which direction the
以上の構成で、気象レーダ装置1は、該気象レーダ装置1の周囲を、半球状に探知することができる。気象レーダ装置1で降水を観測可能なエリアは、例えば平面視において、アンテナ2の位置を中心とする、半径数km〜数十km程度の円形の領域である。また、気象レーダ装置1は、所定の高度範囲に亘って降水強度を観測可能である。
With the above configuration, the weather radar device 1 can detect the periphery of the weather radar device 1 in a hemispherical shape. The area in which precipitation can be observed by the weather radar device 1 is, for example, a circular region having a radius of about several kilometers to several tens of kilometers centered on the position of the
なお、本実施形態では、送信波を送波してから次の送信波を送波するまでの動作を「スイープ」ともいう。また、送信波及び受信波の送受波を行いながらアンテナを360°回
転させる動作を「スキャン」ともいう。In this embodiment, the operation from transmission of a transmission wave to transmission of the next transmission wave is also referred to as “sweep”. Further, the operation of rotating the antenna 360 ° while transmitting and receiving the transmission wave and the reception wave is also referred to as “scan”.
本実施形態におけるスキャン動作の一例として、ボリュームスキャン、RHIスキャン、セクターRHIスキャン、セクターPPIスキャン、PPIスキャンなどを例示することができる。 As an example of the scan operation in the present embodiment, a volume scan, an RHI scan, a sector RHI scan, a sector PPI scan, a PPI scan, and the like can be exemplified.
サーキュレータ3は、パワーアンプ6から出力された送信信号を、アンテナ2へ出力するように構成されている。また、サーキュレータ3は、アンテナ2で受波された受信波から得らえる受信信号をRFコンバータ4へ出力するように構成されている。
The circulator 3 is configured to output the transmission signal output from the
RFコンバータ4は、信号処理装置5によって生成された送信信号を、所定のRF周波数帯にアップコンバートおよび増幅し、パワーアンプ6へ出力する。パワーアンプ6は、この送信信号を増幅した後にサーキュレータ3へ出力する。
The RF converter 4 up-converts and amplifies the transmission signal generated by the
また、RFコンバータ4は、受信した受信信号をIF周波数帯にダウンコンバートおよび増幅する。 The RF converter 4 down-converts and amplifies the received signal received to the IF frequency band.
信号処理装置5は、受信信号を処理するためのものである。信号処理装置5は、降水強度算出処理部10を有している。
The
降水強度算出処理部10は、受信波(送信波の反射波)から得られる受信信号を用いて、3次元の所定の観測領域における降水物標を検出するように構成されている。また、降水強度算出処理部10は、降水強度を算出するように構成されている。降水強度算出処理部10は、CPU、RAMおよびROM(図示せず)などを含むハードウェアを用いて構成されている。また、降水強度算出処理部10は、ROMに格納された降水強度算出プログラムを含む、ソフトウェアを用いて構成されている。
The precipitation intensity
上記降水強度算出プログラムは、本実施形態の降水強度算出方法を、降水強度算出処理部10に実行させるためのプログラムである。上記ハードウェアとソフトウェアとは、協働して動作するように構成されている。降水強度算出処理部10は、以下に説明する処理を行うように構成されている。
The precipitation intensity calculation program is a program for causing the precipitation intensity
信号処理装置5は、増幅した受信信号をA/D変換することで、アナログ形式の受信信号をサンプリングし、複数ビットからなる受信信号(受信データ)に変換する。上記受信信号は、アンテナ2が受信した受信信号中のエコー信号の強度(エコーレベル)を特定するデータを含んでいる。この受信信号は、水平偏波受信信号をデジタルデータに変換して得られる水平偏波受信データと、垂直偏波受信信号をデジタルデータに変換して得られる垂直偏波受信データと、を含んでいる。降水強度算出処理部10は、それらの受信データに基づいて、観測領域の各地点における降水強度を算出する。
The
降水強度算出処理部10は、図2に示すように、Zh算出部11と、Kdp算出部12と、Zh降水強度算出部13と、Kdp降水強度算出部14と、補正部15と、を有している。
As shown in FIG. 2, the precipitation intensity
Zh算出部11は、受信データに基づいてH偏波レーダ反射因子Zhを算出する(図3のステップS1)。Zhは、降水物標から反射して帰来するエコーの強度に基づく値として観測される。H偏波レーダ反射因子Zhは、以下の式(1)によって算出されるレーダ反射因子Zに基づいて算出される。H偏波レーダ反射因子Zhの算出手法は公知であるため、その詳細な説明を省略する。なお、以下で示す式(1)におけるDは雨滴の直径、N(D)は微小粒子の粒径分布、Dmaxは単位体積中の粒子径の最大値、Dminは単位
体積中の粒子径の最小値、である。The
Kdp算出部12は、受信データに基づいて偏波間位相差変化率Kdp(比偏波間位相差とも呼ばれる)を算出する(図3のステップS4)。Kdpは、伝搬経路上の2点間を往復する間に生じる偏波間(水平偏波及び垂直偏波)の位相差φDPの単位距離あたりの差として、以下の式(2)によって定義される。なお、r1及びr2は、アンテナ2からの距離を示している。The
[数2]
Kdp={φDP(r2)−φDP(r1)}/2(r2−r1) …(2)[Equation 2]
Kdp = {φ DP (r 2 ) −φ DP (r 1 )} / 2 (r 2 −r 1 ) (2)
図4は、図2に示すZh降水強度算出部13によって算出された降水強度分布図(Zh降水強度分布図DMZh)の一部を示す模式図である。図4では、降水強度を算出する対象となるエリア内の各地点(図4の各セルに対応)の降水強度が、各セルのドットの密度の濃さに対応している。具体的には、ドットの密度が濃い地点は降水強度が高く、ドットの密度が薄い地点は降水強度が低い。ドットが付されていないセルでは、降水が観測されていない。これは、以下で説明する図5、図6、及び図9においても同様である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a part of the precipitation intensity distribution map (Zh precipitation intensity distribution map DM Zh ) calculated by the Zh precipitation
Zh降水強度算出部13は、Zh算出部11によって算出された各地点におけるH偏波レーダ反射因子Zhの値に基づき、各地点の降水強度RZh(第1降水強度)を算出し(図3のステップS2)、Zh降水強度分布図DMZhを生成する。具体的には、Zh降水強度算出部13は、以下の式(3)を用いて、降水強度RZhを算出する。なお、このH偏波レーダ反射因子を用いて降水強度RZhを算出する手法は、Zh法と呼ばれる手法である。The Zh precipitation
[数3]
Zh=B×RZh β …(3)[Equation 3]
Zh = B × R Zh β (3)
但し、B及びβは、雨粒の粒径等によって決定される定数である。 However, B and β are constants determined by the particle size of raindrops.
図5は、図1に示すKdp降水強度算出部14によって算出された降水強度分布図(Kdp降水強度分布図DMKdp)の一部を示す図である。Kdp降水強度算出部14は、Kdp算出部12によって算出された各地点における偏波間位相差変化率Kdpに基づき、各地点の降水強度RKdp(第2降水強度)を算出し(図3のステップS5)、Kdp降水強度分布図DMKdpを生成する。なお、ここで説明した偏波間位相差変化率Kdpを用いて降水強度を算出する手法は、Kdp法と呼ばれる手法であって、上述したZh法よりも正確に降水強度を算出できる手法として知られている。なお、このKdp法は公知の手法であるため、その詳細な説明を省略する。FIG. 5 is a diagram showing a part of the precipitation intensity distribution map (Kdp precipitation intensity distribution map DM Kdp ) calculated by the Kdp precipitation
補正部15は、Zh降水強度算出部13によって算出されたZh降水強度分布図DMZhの各地点における降水強度RZhを、より精度の高い値となるように補正するためのものである。補正部15は、分解能調整部16と、減算部17と、加算部18と、を有している。The
分解能調整部16は、Zh降水強度算出部13で算出された降水強度RZhの分解能と
、Kdp降水強度算出部14で算出された降水強度RKdpの分解能とが同じとなるような処理を行う。本実施形態では、分解能調整部16は、分解能が高い降水強度RZhの分布図について、近接する地点同士の降水強度RZhをスムージングして高周波成分を取り除くことにより、各地点における降水強度RZhの分解能を降水強度RKdpの分解能と同程度にまで調整して(図3のステップS3)分解能調整後分布図DMZh_Aftを生成する。The
なお、ここで説明した分解能とは、隣接する地点間での降水強度の差の大きさの度合いのことであり、分解能が大きい場合には、隣接する地点間での降水強度の差が大きくなり易く、分解能が小さい場合には、隣接する地点間での降水強度の差が小さくなり易い。Kdp法では、偏波間位相差変化率Kdpを算出する過程において方位及び距離方向に広く平均を行っているため、Zh法よりも高い精度で降水強度を算出できるものの、降水強度RKdpの分解能は、Zh法を用いて算出された降水強度RZhの分解能よりも低くなる。The resolution described here is the degree of the difference in precipitation intensity between adjacent points. When the resolution is large, the difference in precipitation intensity between adjacent points increases. When the resolution is small, the difference in precipitation intensity between adjacent points tends to be small. In the Kdp method, the average of the azimuth and the distance direction is widely averaged in the process of calculating the polarization phase difference change rate Kdp. Therefore, although the precipitation intensity can be calculated with higher accuracy than the Zh method, the resolution of the precipitation intensity R Kdp is The resolution of the precipitation intensity R Zh calculated using the Zh method is lower.
減算部17は、Kdp降水強度分布図DMKdpの各地点の降水強度RKdpと、該Kdp降水強度分布図DMKdpの各地点に対応する分解能調整後分布図DMZh_Aftの各地点の降水強度RZh_Aftとの降水強度差ΔR(補正値)を算出する処理(減算処理)を行い(図3のステップS6)、各地点における降水強度差ΔRの分布図(差分分布図DMΔR)を生成する。
図6は、図1に示す加算部18によって算出された降水強度分布図DMの一部を示す図であって、操作・表示装置7に表示されるレーダ画像の一部を示す図である。加算部18は、Zh降水強度分布図DMZhの各地点の降水強度RZhに、該Zh降水強度分布図DMZhの各地点に対応する差分分布図DMΔRの各地点の降水強度差ΔRを加算する加算処理を行う(図3のステップS7)ことにより、最終的に操作・表示装置7に表示される降水強度Rの分布図である降水強度分布図DMを生成する。FIG. 6 is a diagram showing a part of the precipitation intensity distribution map DM calculated by the adding
[効果]
以上のように、本実施形態に係る気象レーダ装置1の降水強度算出処理部10では、H偏波レーダ反射因子Zhに基づいて算出された降水強度RZhを、偏波間位相差変化率Kdpに基づいて算出された降水強度RKdpで補正している。このように、降水強度RZhよりも分解能が低いものの精度が高い降水強度RKdpを用いて降水強度RZhを補正することにより、降水強度RZhの分解能を維持しつつ、降水強度RZhの精度を向上することができる。[effect]
As described above, in the precipitation intensity
従って、降水強度算出処理部10によれば、降水強度Rを精度良く算出できる。
Therefore, the precipitation intensity
また、降水強度算出処理部10では、降水強度RZh及び降水強度RKdpの双方に基づいて、降水強度RZhを補正するための補正値(本実施形態の場合、降水強度差ΔR)を算出している。これにより、降水強度Rを適切に算出することができる。Further, the precipitation intensity
また、降水強度算出処理部10では、降水強度RZhを補正するための補正値を、降水強度RZhと降水強度RKdpとの差(降水強度差ΔR)として算出し、当該降水強度差ΔRを降水強度RZhに加算することにより、降水強度RZhを補正している。これにより、降水強度を補正するための補正値を適切に算出することができるとともに、降水強度RZhを適切に補正できる。Further, the precipitation intensity
また、降水強度算出処理部10では、第1降水強度(本実施形態の場合、RZh)の分解能と第2降水強度(本実施形態の場合、RKdp)の分解能とが互いに同じとなるよう
に、第1降水強度の分解能を調整している。これにより、分解能が揃った第1降水強度及び第2降水強度によって、第1降水強度を補正するための補正値を適切に算出することができる。In addition, the precipitation intensity
また、降水強度算出処理部10では、第1降水強度を、H偏波レーダ反射因子Zhに基づいて算出している。これにより、一般的に知られているH偏波レーダ反射因子Zhにより、分解能が比較的高い第1降水強度を算出することができる。
Further, the precipitation intensity
また、降水強度算出処理部10では、第2降水強度を、偏波間位相差変化率Kdpに基づいて算出している。これにより、一般的に知られている偏波間位相差変化率Kdpにより、精度が比較的高い第2降水強度を算出することができる。
The precipitation intensity
また、気象レーダ装置1によれば、精度の良い降水強度を算出可能な気象レーダ装置を提供することができる。 Further, according to the weather radar apparatus 1, it is possible to provide a weather radar apparatus that can calculate the precipitation intensity with high accuracy.
[変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。[Modification]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.
(1)図7は、変形例に係る気象レーダ装置の降水強度算出処理部10aの構成を示すブロック図である。上述した実施形態では、H偏波レーダ反射因子Zhを用いて第1降水強度を算出する例を挙げて説明したが、これに限らず、その他の手法を用いて第1降水強度を算出してもよい。具体的には、図7に示すように、H偏波レーダ反射因子Zh及び反射因子差Zdrを用いて第1降水強度R(Zh,ZdR)を算出してもよい。なお、反射因子差Zdrとは、H偏波レーダ反射因子ZhとV偏波レーダ反射因子Zvとの比で定義されるパラメータである。Zh及びZdrの双方を用いて第1降水強度を算出すると、Zhのみを用いて第1降水強度を算出する場合と比べて、より正確に第1降水強度を算出することができる。(1) FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a precipitation intensity
(2)図8は、変形例に係る気象レーダ装置の降水強度算出処理部10bの構成を示すブロック図である。また、図9は、本変形例の補正部15aによってZh降水強度が補正される様子を説明するための図であって、Zh降水強度分布図DMZh、Kdp降水強度分布図DMKdp、分解能調整後分布図DMZh_Aft、差分分布図DMΔR、及び最終的に操作表示装置に表示される降水強度分布図DM、のそれぞれの一部を模式的に示す図である。(2) FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the precipitation intensity
本変形例に係る気象レーダ装置は、上述した気象レーダ装置1と比べて、補正部の構成が大きく異なっている。以下では、主に本変形例の補正部15aの構成及び動作について説明し、その他の構成要素については、説明を省略する。
The meteorological radar apparatus according to this modification is greatly different in the configuration of the correction unit from the meteorological radar apparatus 1 described above. Below, the structure and operation | movement of the correction |
上述した実施形態における分解能とは、隣接する地点間での降水強度の差の大きさの度合いとして説明したが、本変形例における分解能とは、いわゆる空間分解能である。本変形例に係るKdp降水強度算出部14によって算出される降水強度は、Zh降水強度算出部13によって算出される降水強度よりも空間分解能が低く且つ精度が高い。
The resolution in the above-described embodiment has been described as the degree of the difference in precipitation intensity between adjacent points, but the resolution in the present modification is a so-called spatial resolution. The precipitation intensity calculated by the Kdp precipitation
図8及び図9を参照して、本変形例の補正部15aの分解能調整部16aは、Zh降水強度分布図DMZhの空間分解能を低くして、Kdp降水強度分布図DMKdpの空間分解能と同じとなるように調整する処理を行う。分解能調整部16aは、例えば一例として、図9を参照して、Zh降水強度分布図DMZhのセルa,b,c,dを一纏めにしたセルが、Kdp降水強度分布図DMKdpのセルと同じ大きさとなるように、セルAが設定
される。この際、新たに設定されるセルAの降水強度は、例えば一例として、各セルa,b,c,dの降水強度の平均値として算出される。分解能調整部16aは、Zh降水強度分布図DMZhにおける他のセルについても、同様の処理を行う。Referring to FIGS. 8 and 9, the
その後、減算部17及び加算部18は、上述した実施形態の場合と同様に動作し、最終的に操作・表示装置7に表示される降水強度分布図DMを生成する。
Thereafter, the
以上のように、本変形例の降水強度算出処理部10bでは、第1降水強度の空間分解能と第2降水強度の空間分解能とが互いに同じとなるように、第1降水強度の空間分解能を調整している。これにより、空間分解能が揃った第1降水強度及び第2降水強度によって適切に補正値を算出することができる。
As described above, the precipitation intensity
また、降水強度算出処理部10bでは、第1降水強度の空間分解能と第2降水強度の空間分解能とを揃える際(具体的には、第1降水強度の空間分解能を低減する際)、新たに設定されるセルA(図9参照)での降水強度を、該セルAを構成するセルa,b,c,dの平均値としている。これにより、比較的精度が低い第1降水強度を複数のセルa,b,c,dで平均化しているため、実際の降水強度に対する第1降水強度の誤差を低減することができる。その結果、最終的に操作・表示装置7に表示される降水強度が、実際の降水強度に対して大きく異なってしまうことを防止できる。
In addition, the precipitation intensity
(3)図10は、変形例に係る気象レーダ装置の降水強度算出処理部10cの構成を示すブロック図である。本変形例に係る気象レーダ装置の降水強度算出処理部10cは、上記実施形態の降水強度算出処理部10と比べて、補正部の構成が異なっている。本変形例の補正部15bは、分解能調整部16と、除算部21と、乗算部22と、を有している。なお、分解能調整部16については、上述した実施形態の分解能調整部16と構成及び動作が同じであるため、その説明を省略する。
(3) FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the precipitation intensity
除算部21は、各地点のKdp降水強度RKdpを、対応する地点における分解能調整後降水強度RZh_Aftで除算する除算処理を行うことにより、RZh_Aftに対するRKdpの比率DRを算出し、この比率DRを用いて比率分布図DMDRを生成する。
乗算部22は、各地点のZh降水強度RZhに、対応する地点における比率分布図DMDRの降水強度比DRを乗算する乗算処理を行うことにより、最終的に操作・表示装置7に表示される降水強度Rの分布図である降水強度分布図DMを生成する。The
以上のように、本変形例に係る降水強度算出処理部10cによれば、RZh_Aftに対するRKdpの比(降水強度比DR)を、降水強度RZhを補正するための補正値として算出し、当該降水強度比DRを降水強度RZhに乗算することにより、降水強度RZhを補正している。これにより、降水強度が少量の地点に関しても、降水強度を適切に算出することができる。As described above, according to the precipitation intensity
(4)図11は、変形例に係る気象レーダ装置の降水強度算出処理部10dの構成を示すブロック図である。本変形例に係る気象レーダ装置の降水強度算出処理部10dは、図2に示す補正部15での算出結果と、図10に示す補正部15bでの算出結果とが合成されることにより、最終的に操作・表示装置7に表示される降水強度分布図DMが生成される。具体的には、例えば一例として、各補正部15,15bで算出された対応する各地点における降水強度の平均値が、降水強度分布図DMの各地点における降水強度Rとして算出される。本変形例のように、補正手法が異なる2つの補正部15,15bでの算出結果を合成することにより、実際の降水強度に対して誤差を少なくすることができる。
(4) FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of the precipitation intensity
(5)図12は、変形例に係る気象レーダ装置の降水強度算出処理部10eの構成を示すブロック図である。本変形例に係る気象レーダ装置の降水強度算出処理部10eでは、補正部15cの構成が、上記実施形態の降水強度算出処理部10の補正部15の構成と異なっている。具体的には、本変形例では、分解能調整部16bの構成が、上記実施形態に係る気象レーダ装置1の分解能調整部16の構成と異なっている。本変形例の分解能調整部16bは、Zh降水強度RZhの分解能及びKdp降水強度RKdpの分解能の双方を調整することにより、互いの分解能を同じにしている。これにより、2つの手法により算出された降水強度のうちの一方の分解能を調整するだけでは当該2つの降水強度の分解能を同じにすることができない場合であっても、2つの降水強度の分解能を同じにすることができる。(5) FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the precipitation intensity
(6)上述した実施形態では、第1降水強度を算出する手法としてH偏波レーダ反射因子Zhを用いた手法を例示し、第2降水強度を算出する手法として偏波間位相差変化率Kdpを用いた手法を例示したが、これに限らない。互いに異なる降水強度の算出手法であって、第2降水強度の分解能が第1降水強度の分解能よりも低く、且つ第2降水強度の精度が第1降水強度の精度よりも高くなるような関係性を有する算出手法であれば、どのような手法であってもよい。 (6) In the above-described embodiment, a technique using the H-polarization radar reflection factor Zh is exemplified as a technique for calculating the first precipitation intensity, and the inter-polarization phase difference change rate Kdp is used as a technique for calculating the second precipitation intensity. Although the method used was illustrated, it is not limited to this. It is a calculation method of precipitation intensity different from each other, in which the resolution of the second precipitation intensity is lower than the resolution of the first precipitation intensity and the accuracy of the second precipitation intensity is higher than the accuracy of the first precipitation intensity. Any calculation method may be used as long as it has a calculation method.
1 気象レーダ装置
10,10a〜10e 降水強度算出処理部(降水強度算出装置)
13 Zh降水強度算出部(第1降水強度算出部)
14 Kdp降水強度算出部(第2降水強度算出部)
15,15a,15b,15c 補正部
RZh Zh降水強度(第1降水強度)
RKdp Kdp降水強度(第2降水強度)1
13 Zh precipitation intensity calculator (first precipitation intensity calculator)
14 Kdp precipitation intensity calculator (second precipitation intensity calculator)
15, 15a, 15b, 15c Correction unit R Zh Zh Precipitation intensity (first precipitation intensity)
R Kdp Kdp precipitation intensity (second precipitation intensity)
Claims (8)
前記第1降水強度算出部とは異なる手法により、前記第1降水強度よりも分解能が低く且つ精度が高い第2降水強度を算出する第2降水強度算出部と、
前記第1降水強度の分解能と前記第2降水強度の分解能とが互いに同じになるように、前記第1降水強度の分解能及び前記第2降水強度の分解能のうち少なくとも前記第1降水強度の分解能を調整する分解能調整部と、
前記第2降水強度を用いて前記第1降水強度を補正する補正部と、
を備え、
前記補正部は、前記補正値を、分解能が調整された前記第1降水強度と前記第2降水強度に基づいて、又は分解能が調整された前記第1降水強度と分解能が調整された前記第2降水強度に基づいて算出することを特徴とする、降水強度算出装置。 A first precipitation intensity calculation unit for calculating a first precipitation intensity;
A second precipitation intensity calculation unit that calculates a second precipitation intensity that is lower in resolution and higher in accuracy than the first precipitation intensity by a method different from the first precipitation intensity calculation unit;
At least the first precipitation intensity resolution of the first precipitation intensity resolution and the second precipitation intensity resolution is set so that the resolution of the first precipitation intensity and the resolution of the second precipitation intensity are the same. A resolution adjustment unit to be adjusted;
A correction unit that corrects the first precipitation intensity using the second precipitation intensity;
With
The correction unit sets the correction value based on the first precipitation intensity and the second precipitation intensity whose resolution is adjusted, or the second precipitation intensity and the resolution whose resolution is adjusted. A precipitation intensity calculating device, wherein the calculation is based on precipitation intensity.
前記補正部は、前記分解能が調整された前記第1降水強度と前記第2降水強度との差に基づいて、又は前記分解能が調整された前記第1降水強度と前記分解能が調整された前記第2降水強度との差に基づいて得られる値を前記補正値として算出し、該補正値を前記第1降水強度に加算することにより該第1降水強度を補正することを特徴とする、降水強度算出装置。 In the precipitation intensity | strength calculation apparatus of Claim 1,
The correction unit may be configured based on a difference between the first precipitation intensity and the second precipitation intensity with the adjusted resolution, or with the first precipitation intensity and the resolution adjusted with the resolution adjusted. A value obtained based on a difference from two precipitation intensities is calculated as the correction value, and the first precipitation intensity is corrected by adding the correction value to the first precipitation intensity. Calculation device.
前記補正部は、前記分解能が調整された前記第1降水強度と前記第2降水強度との比に基づいて、又は前記分解能が調整された前記第1降水強度と前記分解能が調整された前記第2降水強度との比に基づいて得られる値を前記補正値として算出し、該補正値を前記第1降水強度に乗算することにより該第1降水強度を補正することを特徴とする、降水強度算出装置。 In the precipitation intensity | strength calculation apparatus of Claim 1,
The correction unit may be configured based on a ratio between the first precipitation intensity with the resolution adjusted and the second precipitation intensity or with the first precipitation intensity with the resolution adjusted and the first with the resolution adjusted. A value obtained based on a ratio to two precipitation intensity values is calculated as the correction value, and the first precipitation intensity is corrected by multiplying the first precipitation intensity by the correction value. Calculation device.
前記第1降水強度算出部は、前記第1降水強度を、H偏波レーダ反射因子に基づいて算出することを特徴とする、降水強度算出装置。 In the precipitation intensity | strength calculation apparatus of any one of Claims 1-3,
The first precipitation intensity calculation unit calculates the first precipitation intensity based on an H-polarization radar reflection factor.
前記第2降水強度算出部は、前記第2降水強度を、偏波間位相差変化率に基づいて算出することを特徴とする、降水強度算出装置。 In the precipitation intensity calculation device according to any one of claims 1 to 4,
The second precipitation intensity calculating unit calculates the second precipitation intensity based on a phase difference change rate between polarized waves.
前記第1降水強度を算出するステップとは異なる手法により、前記第1降水強度よりも分解能が低く且つ精度が高い第2降水強度を算出するステップと、
前記第1降水強度の分解能と前記第2降水強度の分解能とが互いに同じになるように、前記第1降水強度の分解能及び前記第2降水強度の分解能のうち少なくとも前記第1降水強度の分解能を調整する分解能調整ステップと、
補正値で前記第1降水強度を補正するステップと、
を含み、
前記補正するステップは、前記補正値を、分解能が調整された前記第1降水強度と前記第2降水強度に基づいて、又は分解能が調整された前記第1降水強度と分解能が調整された前記第2降水強度に基づいて算出するステップを含む、
ことを特徴とする、降水強度算出方法。 Calculating a first precipitation intensity;
Calculating a second precipitation intensity having a lower resolution and higher accuracy than the first precipitation intensity by a method different from the step of calculating the first precipitation intensity;
At least the first precipitation intensity resolution of the first precipitation intensity resolution and the second precipitation intensity resolution is set so that the resolution of the first precipitation intensity and the resolution of the second precipitation intensity are the same. A resolution adjustment step to be adjusted;
Correcting the first precipitation intensity with a correction value;
Including
In the correcting step, the correction value is calculated based on the first precipitation intensity and the second precipitation intensity whose resolution is adjusted, or the first precipitation intensity and the resolution whose resolution is adjusted. 2 including calculating based on precipitation intensity,
A method for calculating precipitation intensity.
前記第1降水強度を算出するステップとは異なる手法により、前記第1降水強度よりも分解能が低く且つ精度が高い第2降水強度を算出するステップと、
前記第1降水強度の分解能と前記第2降水強度の分解能とが互いに同じになるように、前記第1降水強度の分解能及び前記第2降水強度の分解能のうち少なくとも前記第1降水強度の分解能を調整する分解能調整ステップと、
補正値を、分解能が調整された前記第1降水強度と前記第2降水強度に基づいて、又は分解能が調整された前記第1降水強度と分解能が調整された前記第2降水強度に基づいて算出するステップを含み、該補正値で前記第1降水強度を補正するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする、降水強度算出プログラム。 Calculating a first precipitation intensity;
Calculating a second precipitation intensity having a lower resolution and higher accuracy than the first precipitation intensity by a method different from the step of calculating the first precipitation intensity;
At least the first precipitation intensity resolution of the first precipitation intensity resolution and the second precipitation intensity resolution is set so that the resolution of the first precipitation intensity and the resolution of the second precipitation intensity are the same. A resolution adjustment step to be adjusted;
The correction value is calculated based on the first precipitation intensity and the second precipitation intensity whose resolution is adjusted, or based on the first precipitation intensity whose resolution is adjusted and the second precipitation intensity whose resolution is adjusted. Correcting the first precipitation intensity with the correction value; and
Precipitation intensity calculation program characterized by causing a computer to execute.
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