JP7280947B2 - 水蒸気観測システム及び水蒸気観測方法 - Google Patents

Description

本開示は、水蒸気観測システム及び水蒸気観測方法に関する。

水蒸気観測には、ＧＮＳＳ受信機、マイクロ波放射計などを用いることが知られている。

ＧＮＳＳ受信機による水蒸気観察は、衛星から放射される多周波数の電波を利用する。２つ以上の異なる周波数の電波であって４つ以上の衛星から放射された電波を受信できれば、電波の遅延量を捉えることができる。電波の遅延量は、水蒸気量に対応しており、水蒸気量を観測可能となる。ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System；全球測位衛星システム）を用いた水蒸気観測は、キャリブレーションレスで安定して計測することができる。しかし、ＧＮＳＳにより全天の様々に配置されている衛星を使用するため、上空の広範囲の水蒸気の平均値を得ることができるが、局所的な範囲の水蒸気を観測することができない。なお、特許文献１には、ＧＮＳＳによる水蒸気観測について記載されている。

マイクロ波放射計による水蒸気観測は、大気中の水蒸気から電波が放射されることを利用しており、水蒸気や雲からの電波を計測する。受信機のアンテナやホーンの指向性によりＧＮＳＳによる水蒸気観測に比べて上空の局所的な範囲の水蒸気を計測することができる。しかし、機器のドリフトの防止および正しい輝度温度を計測するために定期的に液体窒素を用いたキャリブレーションが必要となる。液体窒素は運搬や取り扱いが困難である。なお、特許文献２には、マイクロ波放射計についての記載がある。

特開２０１０－６０４４４号公報 米国特許出願公開第２０１４／００３５７７９号明細書

本開示の目的は、液体窒素を用いたキャリブレーションを不要とし、且つ局所的な範囲の水蒸気を観測可能な水蒸気観測システム及び方法を提供することである。

本開示の水蒸気観測計は、
マイクロ波放射計が受信した電波のうち、少なくとも２つの周波数の電波強度に基づいて算出される水蒸気指標を取得する水蒸気指標取得部と、
ＧＮＳＳ受信機が受信したＧＮＳＳ信号の大気遅延に基づいて算出されるＧＮＳＳ可降水量を取得するＧＮＳＳ可降水量取得部と、
所定期間における複数時点の前記水蒸気指標と前記ＧＮＳＳ可降水量とに基づいて、前記水蒸気指標と前記ＧＮＳＳ可降水量との対応付けデータを生成する対応付けデータ生成部と、
前記マイクロ波放射計に基づき得られる前記水蒸気指標から、前記対応付けデータに基づいて可降水量を算出する可降水量算出部と、
を備える。

水蒸気の空間分布は一般的になだらかであるので、局所的な範囲の計測結果であるマイクロ波放射計の水蒸気指標でも長時間観測すれば、広範囲の計測結果であるＧＮＳＳ可降水量との差の影響を無視できる。よって、上記のように、所定期間における複数時点の水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量とに基づき対応付けデータを生成すれば、対応付けデータを用いて水蒸気指標から可降水量を算出可能となる。キャリブレーションが不要なＧＮＳＳ可降水量にマイクロ波放射計に基づく水蒸気指標を対応付けているので、マイクロ波放射計に基づく絶対値があっていない局所的な水蒸気のデータを、絶対値が合致している信頼性のある局所的な水蒸気データに変換できる。それでいて、マイクロ波放射計の液体窒素によるキャリブレーションをしなくても、信頼性のあるデータを得ることが可能となる。

一実施形態に係る水蒸気観測システムの構成を示すブロック図 水蒸気観測システムが実行する処理を示すフローチャート マイクロ波放射計が受信する電波強度の周波数スペクトラムを示す図 ＧＮＳＳ可降水量の時系列データ、水蒸気指標の時系列データ、及び、ＧＮＳＳ可降水量と水蒸気指標を対応付けた対応付けデータを示す図

以下、本開示の一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の水蒸気観測システムの構成を示す図である。

図１に示すように、水蒸気観測システムは、水蒸気指標取得部４１と、ＧＮＳＳ可降水量取得部４２と、対応付けデータ生成部４３と、可降水量算出部４４と、を有する。

図１に示す水蒸気指標取得部４１は、マイクロ波放射計３が受信した電波のうち、少なくとも２つの周波数の電波強度に基づいて算出される水蒸気指標を取得する。水蒸気指標の算出方法は種々の方法があると考えられるが、本実施形態では、図３に示すように、上空の水蒸気及び雲水から放射される電波の強度のピークが２２ＧＨｚであることを利用する。２２ＧＨｚの電波に含まれる雲水量を除去するために、２６．５ＧＨｚの電波強度に基づき２２ＧＨｚにおける雲水量を算出する雲水量算出部４０を設けている。２２ＧＨｚの電波強度から、２２ＧＨｚにおける雲水量を差し引くことにより水蒸気指標を算出する。本実施形態では、マイクロ波放射計３の受信強度ｐ（ｆ）と示し、ｆは周波数を示す。図３に示すように、２６．５ＧＨｚの受信強度ｐ（２６．５ＧＨｚ）に基づき、雲水量のモデルａｆ^２を生成する。すなわち、ｐ（２６．５ＧＨｚ）＝ａｆ^２となるように、定数ａを決定する。水蒸気指標は、ｐ（ｆ）－ａｆ^２＝ｐ（２２ＧＨｚ）－ａ（２２ＧＨｚ）^２で算出する。水蒸気指標取得部４１が取得した水蒸気指標は、記憶部４５に水蒸気指標の時系列データとして記憶される。

本実施形態において水蒸気指標は、ｐ（ｆ）－ａｆ^２で算出しているが、算出式は、種々考えられるため、これに限定されない。２２ＧＨｚの電波強度が水蒸気成分のピークであり、２２ＧＨｚよりも大きな周波数において雲水量に応じて電波強度が変化し、２２ＧＨｚの電波強度には、雲水成分が含まれるのでこれを除去することを利用すればよい。すなわち、水蒸気指標は、第１周波数（約２２ＧＨｚ）の電波強度に基づき特定される第１値［ｐ（２２ＧＨｚ）］から、第１周波数（約２２ＧＨｚ）よりも高い第２周波数（２６．５ＧＨｚ）の電波強度［ｐ（２６．５ＧＨｚ）］に基づき特定される第２値［ａ（２２ＧＨｚ）^２］を引いた値である。

上記以外の算出方法には、例えば、１７ＧＨｚと２６．５ＧＨｚの電波強度を結ぶ直線を雲水成分とみなし、当該直線の２２ＧＨｚの電波強度を雲水成分とみなして引き算をしてもよい。図３では、２６．５ＧＨｚに合わせているが、必ずしも２６．５ＧＨｚに合わせる必要はない。雲水量の変化を引き算し、水蒸気スペクトルの成分のみを取り出せればよいからである。また、他の算出方法として、大気シミュレーションソフトを用いて逆問題（放射伝達方程式）を解いてフィッティングしてもよい。なお、本実施形態では、マイクロ波放射計３のアンテナの受信範囲に黒体をアクチュエータで定期的に通過させ、強度が既知である黒体からの電波と、上空からの電波を受信している。マイクロ波放射計３の受信強度ｐ（ｆ）は、上空からの電波強度ｐｓ（ｆ）－黒体からの電波強度ｐｂ（ｆ）である。勿論、マイクロ波放射計３はこれに限定されず、ミラーを定期的に動かして、黒体からの電波を受信するようにしてもよい。

図１に示すＧＮＳＳ可降水量取得部４２は、ＧＮＳＳ受信機２が受信したＧＮＳＳ信号の大気遅延（厳密には対流圏遅延である）に基づいて算出されるＧＮＳＳ可降水量を取得する。ＧＮＳＳによる可降水量（ＰＷＶ；Precipitable Water Vapor）は、ＧＮＳＳ信号、高度などの座標値、気温、気圧に基づき算出可能であることが知られている。ＧＮＳＳ可降水量取得部４２は、ＧＮＳＳ受信機２から得られるＧＮＳＳ信号及び高度情報、気象センサ１から得られる気温及び気圧を用いてＧＮＳＳ可降水量を取得する。ＧＮＳＳ可降水量取得部４２が取得したＧＮＳＳ可降水量は、記憶部４５にＧＮＳＳ可降水量の時系列データとして記憶される。

図１に示す対応付けデータ生成部４３は、図４に示すように、所定期間ＰＴ１における複数時点の水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量とに基づいて、水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量との対応付けデータＤ１（図１参照）を生成する。対応付けデータＤ１は、水蒸気指標をＧＮＳＳ可降水量に変換することができれば、どのような形式のデータでもよい。対応付けデータＤ１として、例えば、水蒸気指標と対応するＧＮＳＳ可降水量を１行のレコードで示すテーブル形式で表すデータでもよい。本実施形態では、対応付けデータＤ１は、水蒸気指標からＧＮＳＳ可降水量を得ることができる変換式である。本実施形態では、対応付けデータ生成部４３は、所定期間ＰＴ１における複数時点（ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、…）の水蒸気指標及びＧＮＳＳ可降水量に対して、一次関数や二次関数などの近似式をフィッティングすることで、近似式の係数を特定し、変換式を生成する。本実施形態では、図４に示すように、二次関数の近似式Ｄ１［ＧＮＳＳ可降水量＝ｂ（水蒸気指標）^２＋ｃ］を所定期間ＰＴ１における複数時点のデータに最小二乗法でフィッティングして、係数ｂ、ｃを算出し、変換式を算出している。近似式（変換式）は、二次関数に限定されず、種々の式が採用可能である。対応付けデータＤ１としての変換式は記憶部４５に記憶される。

図１に示す可降水量算出部４４は、対応付けデータ生成部４３が生成した対応付けデータＤ１に基づき、マイクロ波放射計３に基づき得られる水蒸気指標から可降水量を算出する。本実施形態では、対応付けデータＤ１は変換式であるので、マイクロ波放射計３に基づき水蒸気指標取得部４１が取得した水蒸気指標を変換式Ｄ１に代入することで、可降水量を算出する。本実施形態では、リアルタイムで可降水量の算出を可能にするために、所定期間ＰＴ１を、可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計の計測時点（例えばｔ６）よりも前の期間に設定している。これにより、過去の所定期間の計測データを用いて対応付けデータＤ１を生成するので、マイクロ波放射計３の計測によりリアルタイムで可降水量を算出可能となる。勿論、可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計３の計測時点（例えばｔ６）よりも後の期間に所定期間を設定してもよい。この場合には、リアルタイムでの可降水量の算出ができないが、オフライン処理に用いることが可能である。

所定期間ＰＴ１について計測データの全期間としてもよいが、直近のデータが現状に最も合致しているという考え方もできることから、所定期間ＰＴ１は、可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計３の計測時点（例えばｔ６）を基準として一定期間（Ｗ１）過去の時点から開始し、所定期間ＰＴ１は、可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計３の計測時点が変化するにつれてスライドするスライディングウインドウであることが好ましい。このように、所定期間ＰＴ１がスライディングウインドウであれば、所定期間ＰＴ１が直近の期間となり、水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量の対応関係について、古いデータよりも新しいデータが利用されるので、対応関係が変化したとしても、変化に追従して精度を確保することが可能となる。本実施形態として、所定期間ＰＴ１の時間幅Ｗ１は、３カ月であるが、これに限定されず、１～数十カ月でもよい。

上記のように、所定期間の計測データに基づき対応付けデータＤ１を生成し、対応付けデータＤ１を用いて、マイクロ波放射計３での計測に基づく水蒸気指標から可降水量に変換する意味について説明する。図４に示すように、ＧＮＳＳ可降水量取得部４２が取得するＧＮＳＳ可降水量の時系列データは、上空の広範囲の水蒸気量の平均値を示すデータであり、その値の精度を信頼することができる。これに対して、水蒸気指標取得部４１が取得する水蒸気指標の時系列データは、上空の局所的な範囲の水蒸気量を示すデータであるが、液体窒素によるキャリブレーションをしていないので傾向や変動については信頼できるが、絶対値に信頼性がない。水蒸気の空間分布が一般的になだらかであり、局所的な範囲の水蒸気量でも長期間観測すれば、広範囲の水蒸気量の平均値とほぼ一致すると考えることができる。そこで、長期間（所定期間ＰＴ１）における複数時点の水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量の対応付けデータＤ１を生成すれば、対応付けデータＤ１は、図４に示す水蒸気指標の時系列グラフを拡大又は縮小して変形し、絶対値に信頼性を有するＧＮＳＳ可降水量の時系列グラフに合致させるための変換用のデータとなる。そして、対応付けデータＤ１に基づき水蒸気指標のデータを変換すれば、局所的な範囲の水蒸気量の変動データであって且つ絶対値に信頼性を有するデータを得ることができる。

なお、本実施形態では、複数時点の水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量とに対するフィッティングにより変換式としての近似式を算出し、変換式に基づき水蒸気指標から可降水量を算出しているが、機械学習を用いることも可能である。すなわち、複数時点の水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量とを学習データとして、水蒸気指標が入力されれば対応する可降水量を出力するための学習モデルを、対応付けデータＤ１として生成し、対応付けデータＤ１を用いて水蒸気指標から可降水量を出力することが挙げられる。

上記システムの動作について図２を用いて説明する。ステップＳＴ１００において、水蒸気指標取得部４１は、マイクロ波放射計３が受信した電波のうち、少なくとも２つの周波数の電波強度に基づいて算出される水蒸気指標を取得する。次のステップＳＴ１０１において、ＧＮＳＳ可降水量取得部４２は、ＧＮＳＳ受信機２が受信したＧＮＳＳ信号の大気遅延に基づいて算出されるＧＮＳＳ可降水量を取得する。ステップＳＴ１００とＳＴ１０１は順不同である。次のステップＳＴ１０２において、対応付けデータ生成部４３は、所定期間ＰＴ１における複数時点の水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量とに基づいて、水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量との対応付けデータＤ１を生成する。次にステップＳＴ１０３において、可降水量算出部４４は、マイクロ波放射計３に基づき得られる水蒸気指標から、対応付けデータＤ１に基づいて可降水量を算出する。

以上のように、本実施形態の水蒸気観測システムは、
マイクロ波放射計３が受信した電波のうち、少なくとも２つの周波数の電波強度に基づいて算出される水蒸気指標を取得する水蒸気指標取得部４１と、
ＧＮＳＳ受信機２が受信したＧＮＳＳ信号の大気遅延に基づいて算出されるＧＮＳＳ可降水量を取得するＧＮＳＳ可降水量取得部４２と、
所定期間ＰＴ１における複数時点の水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量とに基づいて、水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量との対応付けデータＤ１を生成する対応付けデータ生成部４３と、
マイクロ波放射計３に基づき得られる水蒸気指標から、対応付けデータＤ１に基づいて可降水量を算出する可降水量算出部４４と、
を備える。

本実施形態の水蒸気観測方法は、
１又は複数のプロセッサが実行する方法であって、
マイクロ波放射計３が受信した電波のうち、少なくとも２つの周波数の電波強度に基づいて算出される水蒸気指標を取得することと（ＳＴ１００）、
ＧＮＳＳ受信機２が受信したＧＮＳＳ信号の大気遅延に基づいて算出されるＧＮＳＳ可降水量を取得することと（ＳＴ１０１）、
所定期間ＰＴ１における複数時点の水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量とに基づいて、水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量との対応付けデータＤ１を生成することと（ＳＴ１０２）、
マイクロ波放射計３に基づき得られる水蒸気指標から、対応付けデータＤ１に基づいて可降水量を算出することと（ＳＴ１０３）、
を含む。

水蒸気の空間分布は一般的になだらかであるので、局所的な範囲の計測結果であるマイクロ波放射計の水蒸気指標でも長時間観測すれば、広範囲の計測結果であるＧＮＳＳ可降水量との差の影響を無視できる。よって、上記のように、所定期間ＰＴ１における複数時点の水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量とに基づき対応付けデータＤ１を生成すれば、対応付けデータＤ１を用いて水蒸気指標から可降水量を算出可能となる。キャリブレーションが不要なＧＮＳＳ可降水量にマイクロ波放射計３に基づく水蒸気指標を対応付けているので、マイクロ波放射計３に基づく絶対値があっていない局所的な水蒸気のデータを、絶対値が合致している信頼性のある局所的な水蒸気データに変換できる。それでいて、マイクロ波放射計３の液体窒素によるキャリブレーションをしなくても、信頼性のあるデータを得ることが可能となる。

本実施形態のように、所定期間ＰＴ１は、可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計３の計測時点（例えばｔ６）よりも前の期間であることが好ましい。

このようにすれば、過去の所定期間ＰＴ１の計測データを用いて対応付けデータＤ１を生成するので、マイクロ波放射計３の計測結果からリアルタイムで可降水量を算出可能となる。

本実施形態のように、所定期間ＰＴ１は、可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計３の計測時点（例えばｔ６）を基準として一定時間（Ｗ１）過去の時点から開始し、所定期間ＰＴ１は、可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計３の計測時点（例えばｔ６）が変化するにつれてスライドするスライディングウインドウであることが好ましい。

このように、所定期間ＰＴ１がスライディングウインドウであれば、所定期間ＰＴ１が直近の期間となり、水蒸気指標とＧＮＳＳ可降水量の対応関係について、古いデータよりも新しいデータが利用されるので、対応関係が変化したとしても、変化に追従して精度を確保することが可能となる。

本実施形態のように、対応付けデータＤ１は、水蒸気指標からＧＮＳＳ可降水量を特定するための変換式Ｄ１であることが好ましい。

この構成であれば、水蒸気指標からＧＮＳＳ可降水量を算出することが容易となる。

本実施形態のように、変換式Ｄ１は、所定期間ＰＴ１における複数時点の水蒸気指標及びＧＮＳＳ可降水量のフィッティングにより生成された近似式Ｄ１であることが好ましい。

このようにすれば、対応付けデータＤ１は、統計的処理により生成することができ、実装が容易となる。

本実施形態のように、水蒸気指標は、第１周波数（２２ＧＨｚ）の電波強度に基づき特定される第１値［ｐ（２２ＧＨｚ）］から、第１周波数よりも高い第２周波数（２６．５ＧＨｚ）の電波強度［ｐ（２６．５ＧＨｚ）］に基づき特定される第２値［ａ（２２ＧＨｚ）^２］を引いた値であることが好ましい。

このようにすれば、雲水量を考慮して水蒸気指標を算出可能となる。

本実施形態のプログラムは、上記方法をコンピュータ（１又は複数のプロセッサ）に実行させるプログラムである。また、本実施形態に係るコンピュータに読み取り可能な一時記録媒体は、上記プログラムを記憶している。

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。

各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

４１ 水蒸気指標取得部
４２ ＧＮＳＳ可降水量取得部
４３ 対応付けデータ生成部
４４ 可降水量算出部
Ｄ１ 対応付けデータ

用語

必ずしも全ての目的または効果・利点が、本明細書中に記載される任意の特定の実施形態に則って達成され得るわけではない。従って、例えば当業者であれば、特定の実施形態は、本明細書中で教示または示唆されるような他の目的または効果・利点を必ずしも達成することなく、本明細書中で教示されるような1つまたは複数の効果・利点を達成または最適化するように動作するように構成され得ることを想到するであろう。

本明細書中に記載される全ての処理は、1つまたは複数のコンピュータまたはプロセッサを含むコンピューティングシステムによって実行されるソフトウェアコードモジュールにより具現化され、完全に自動化され得る。コードモジュールは、任意のタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体または他のコンピュータ記憶装置に記憶することができる。一部または全ての方法は、専用のコンピュータハードウェアで具現化され得る。

本明細書中に記載されるもの以外でも、多くの他の変形例があることは、本開示から明らかである。例えば、実施形態に応じて、本明細書中に記載されるアルゴリズムのいずれかの特定の動作、イベント、または機能は、異なるシーケンスで実行することができ、追加、併合、または完全に除外することができる (例えば、記述された全ての行為または事象がアルゴリズムの実行に必要というわけではない)。さらに、特定の実施形態では、動作またはイベントは、例えば、マルチスレッド処理、割り込み処理、または複数のプロセッサまたはプロセッサコアを介して、または他の並列アーキテクチャ上で、逐次ではなく、並列に実行することができる。さらに、異なるタスクまたはプロセスは、一緒に機能し得る異なるマシンおよび/またはコンピューティングシステムによっても実行され得る。

本明細書中に開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的論理ブロックおよびモジュールは、プロセッサなどのマシンによって実施または実行することができる。プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代替的に、プロセッサは、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシン、またはそれらの組み合わせなどであってもよい。プロセッサは、コンピュータ実行可能命令を処理するように構成された電気回路を含むことができる。別の実施形態では、プロセッサは、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、またはコンピュータ実行可能命令を処理することなく論理演算を実行する他のプログラマブルデバイスを含む。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えば、デジタル信号プロセッサ(デジタル信号処理装置)とマイクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと組み合わせた1つ以上のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装することができる。本明細書中では、主にデジタル技術に関して説明するが、プロセッサは、主にアナログ素子を含むこともできる。例えば、本明細書中に記載される信号処理アルゴリズムの一部または全部は、アナログ回路またはアナログとデジタルの混合回路により実装することができる。コンピューティング環境は、マイクロプロセッサ、メインフレームコンピュータ、デジタル信号プロセッサ、ポータブルコンピューティングデバイス、デバイスコントローラ、または装置内の計算エンジンに基づくコンピュータシステムを含むが、これらに限定されない任意のタイプのコンピュータシステムを含むことができる。

特に明記しない限り、「できる」「できた」「だろう」または「可能性がある」などの条件付き言語は、特定の実施形態が特定の特徴、要素および/またはステップを含むが、他の実施形態は含まないことを伝達するために一般に使用される文脈内での意味で理解される。従って、このような条件付き言語は、一般に、特徴、要素および/またはステップが1つ以上の実施形態に必要とされる任意の方法であること、または1つ以上の実施形態が、これらの特徴、要素および/またはステップが任意の特定の実施形態に含まれるか、または実行されるかどうかを決定するための論理を必然的に含むことを意味するという訳ではない。

語句「X、Y、Zの少なくとも1つ」のような選言的言語は、特に別段の記載がない限り、項目、用語等が X, Y, Z、のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせであり得ることを示すために一般的に使用されている文脈で理解される(例: X、Y、Z)。従って、このような選言的言語は、一般的には、特定の実施形態がそれぞれ存在するXの少なくとも1つ、Yの少なくとも1つ、またはZの少なくとも1つ、の各々を必要とすることを意味するものではない。

本明細書中に記載されかつ/または添付の図面に示されたフロー図における任意のプロセス記述、要素またはブロックは、プロセスにおける特定の論理機能または要素を実装するための1つ以上の実行可能命令を含む、潜在的にモジュール、セグメント、またはコードの一部を表すものとして理解されるべきである。代替の実施形態は、本明細書中に記載された実施形態の範囲内に含まれ、ここでは、要素または機能は、当業者に理解されるように、関連する機能性に応じて、実質的に同時にまたは逆の順序で、図示または説明されたものから削除、順不同で実行され得る。

特に明示されていない限り、「一つ」のような数詞は、一般的に、1つ以上の記述された項目を含むと解釈されるべきである。従って、「～するように設定された一つのデバイス」などの語句は、1つ以上の列挙されたデバイスを含むことを意図している。このような1つまたは複数の列挙されたデバイスは、記載された引用を実行するように集合的に構成することもできる。例えば、「以下のA、BおよびCを実行するように構成されたプロセッサ」は、Aを実行するように構成された第1のプロセッサと、BおよびCを実行するように構成された第2のプロセッサとを含むことができる。加えて、導入された実施例の具体的な数の列挙が明示的に列挙されたとしても、当業者は、このような列挙が典型的には少なくとも列挙された数(例えば、他の修飾語を用いない「2つの列挙と」の単なる列挙は、通常、少なくとも2つの列挙、または2つ以上の列挙を意味する)を意味すると解釈されるべきである。

一般に、本明細書中で使用される用語は、一般に、「非限定」用語(例えば、「～を含む」という用語は「それだけでなく、少なくとも～を含む」と解釈すべきであり、「～を持つ」という用語は「少なくとも～を持っている」と解釈すべきであり、「含む」という用語は「以下を含むが、これらに限定されない。」などと解釈すべきである。) を意図していると、当業者には判断される。

説明の目的のために、本明細書中で使用される「水平」という用語は、その方向に関係なく、説明されるシステムが使用される領域の床の平面または表面に平行な平面、または説明される方法が実施される平面として定義される。「床」という用語は、「地面」または「水面」という用語と置き換えることができる。「垂直/鉛直」という用語は、定義された水平線に垂直/鉛直な方向を指します。「上側」「下側」「下」「上」「側面」「より高く」「より低く」「上の方に」「～を越えて」「下の」などの用語は水平面に対して定義されている。

本明細書中で使用される用語の「付着する」、「接続する」、「対になる」及び他の関連用語は、別段の注記がない限り、取り外し可能、移動可能、固定、調節可能、及び/または、取り外し可能な接続または連結を含むと解釈されるべきである。接続/連結は、直接接続及び/または説明した2つの構成要素間の中間構造を有する接続を含む。

特に明示されていない限り、本明細書中で使用される、「およそ」、「約」、および「実質的に」のような用語が先行する数は、列挙された数を含み、また、さらに所望の機能を実行するか、または所望の結果を達成する、記載された量に近い量を表す。例えば、「およそ」、「約」及び「実質的に」とは、特に明示されていない限り、記載された数値の10%未満の値をいう。本明細書中で使用されているように、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語が先行して開示されている実施形態の特徴は、さらに所望の機能を実行するか、またはその特徴について所望の結果を達成するいくつかの可変性を有する特徴を表す。

上述した実施形態には、多くの変形例および修正例を加えることができ、それらの要素は、他の許容可能な例の中にあるものとして理解されるべきである。そのような全ての修正および変形は、本開示の範囲内に含まれることを意図し、以下の請求の範囲によって保護される。

Claims (15)

1. マイクロ波放射計が受信した電波のうち、少なくとも２つの周波数の電波強度に基づいて算出される水蒸気指標を取得する水蒸気指標取得部と、
   ＧＮＳＳ受信機が受信したＧＮＳＳ信号の大気遅延に基づいて算出されるＧＮＳＳ可降水量を取得するＧＮＳＳ可降水量取得部と、
   所定期間における複数時点の前記水蒸気指標と前記ＧＮＳＳ可降水量とに基づいて、前記水蒸気指標と前記ＧＮＳＳ可降水量との対応付けデータを生成する対応付けデータ生成部と、
   前記マイクロ波放射計に基づき得られる前記水蒸気指標から、前記対応付けデータに基づいて可降水量を算出する可降水量算出部と、
   を備える、水蒸気観測システム。
2. 請求項１に記載のシステムであって、
   前記所定期間は、前記可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計の計測時点よりも前の期間である、水蒸気観測システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載のシステムであって、
   前記所定期間は、前記可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計の計測時点を基準として一定時間過去の時点から開始し、
   前記所定期間は、前記可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計の計測時点が変化するにつれてスライドするスライディングウインドウである、水蒸気観測システム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のシステムであって、
   前記対応付けデータは、水蒸気指標からＧＮＳＳ可降水量を特定するための変換式である、水蒸気観測システム。
5. 請求項４に記載のシステムであって、
   前記変換式は、前記所定期間における複数時点の前記水蒸気指標及びＧＮＳＳ可降水量のフィッティングにより生成された近似式である、水蒸気観測システム。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のシステムであって、
   前記水蒸気指標は、第１周波数の電波強度に基づき特定される第１値から、第１周波数よりも高い第２周波数の電波強度に基づき特定される第２値を引いた値である、水蒸気観測システム。
7. 請求項６に記載のシステムであって、
   前記第１値は、前記電波のうち、前記第１周波数の電波強度で、
   前記第２値は、少なくとも前記第２周波数の電波強度を通る関数における前記第１周波数の電波強度である、水蒸気観測システム。
8. マイクロ波放射計が受信した電波のうち、少なくとも２つの周波数の電波強度に基づいて算出される水蒸気指標を取得することと、
   ＧＮＳＳ受信機が受信したＧＮＳＳ信号の大気遅延に基づいて算出されるＧＮＳＳ可降水量を取得することと、
   所定期間における複数時点の前記水蒸気指標と前記ＧＮＳＳ可降水量とに基づいて、前記水蒸気指標と前記ＧＮＳＳ可降水量との対応付けデータを生成することと、
   前記マイクロ波放射計に基づき得られる前記水蒸気指標から、前記対応付けデータに基づいて可降水量を算出することと、
   を含む、水蒸気観測方法。
9. 請求項８に記載の方法であって、
   前記所定期間は、前記可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計の計測時点よりも前の期間である、水蒸気観測方法。
10. 請求項８又は請求項９に記載の方法であって、
    前記所定期間は、前記可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計の計測時点を基準として一定時間過去の時点から開始し、
    前記所定期間は、前記可降水量の算出に用いるマイクロ波放射計の計測時点が変化するにつれてスライドするスライディングウインドウである、水蒸気観測方法。
11. 請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記対応付けデータは、水蒸気指標からＧＮＳＳ可降水量を特定するための変換式である、水蒸気観測方法。
12. 請求項１１に記載の方法であって、
    前記変換式は、前記所定期間における複数時点の前記水蒸気指標及びＧＮＳＳ可降水量のフィッティングにより生成された近似式である、水蒸気観測方法。
13. 請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記水蒸気指標は、第１周波数の電波強度に基づき特定される第１値から、第１周波数よりも高い第２周波数の電波強度に基づき特定される第２値を引いた値である、水蒸気観測方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、
    前記第１値は、前記電波のうち、前記第１周波数の電波強度で、
    前記第２値は、少なくとも前記第２周波数の電波強度を通る関数における前記第１周波数の電波強度である、水蒸気観測方法。
15. 請求項８乃至請求項１４のいずれか一項に記載の方法を１又は複数のプロセッサに実行させるプログラム。

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