ホーム / 学科の紹介 / 研究室・教員 / リモートセンシング工学分野

リモートセンシング工学分野(レーダー大気圏科学分野/山本研究室)

レーダー大気圏科学分野では、電波による大気の遠隔計測(リモートセンシング)技術の開発を通して、地球大気中の諸現象の解明を目指しています。キーワードは”大気”と”レーダー”です。当研究室の特徴は以下の通りです。

  • 波長数m(VHF帯)から波長数mm(ミリ波帯)までの様々な特徴を持つ電波を用いることにより、大気中の諸現象(乱流・電子・雨・雲など)を計測するためのレーダー技術の開発を行っています。
  • 人間の生活に直結する地表付近から高度100km以上に存在する地球大気と宇宙の境界(電離圏)に至る、広い高度範囲の大気現象を対象とした研究を行っています。
  • 日本付近の大気現象のみならず、国際協力による熱帯域の大気現象の解明に取り組んでいます。インドネシア・スマトラ島に設置した大型レーダー(赤道大気 レーダー)のほか、他研究機関と共同でインドネシアに設置した小型レーダー観測網を用いて、地球上でもっとも深い積雲対流活動が発生するインドネシアの大気現象の解明を目指しています。

教員

山本 衛 ( Mamoru YAMAMOTO )

山本 衛教授(生存圏研究所)

研究テーマ

  • 電離圏イレギュラリティの研究
  • 干渉計法による大気乱流層の研究
  • 大気観測用レーダーシステムの研究

連絡先

宇治キャンパス生存圏研究所HS305号室
TEL: 0774-38-3814
FAX: 0774-31-8463
E-mail: yamamoto@rish.kyoto-u.ac.jp

橋口 浩之 ( Hiroyuki HASHIGUCHI )

橋口 浩之准教授(生存圏研究所)

研究テーマ

  • 船舶搭載用大気レーダーシステムの開発
  • 赤道大気レーダーによる赤道域大気の観測的研究
  • 下層大気力学に関する観測的研究

連絡先

宇治キャンパス生存圏研究所S-449H号室
TEL: 0774-38-3819
FAX: 0774-31-8463
E-mail: hasiguti@rish.kyoto-u.ac.jp

研究テーマ・開発紹介

大気計測用レーダーの開発

波長数m(VHF帯)から波長数mm(ミリ波帯)までの様々な電波を用いることにより、大気に存在するさまざまな対象(乱流・電子・雨・雲など)を計測するためのレーダー技術の開発を行っています。
直 径100mを超える大きなアンテナを備え、地表付近から高度数100kmの広い高度範囲にわたる大気現象の計測が可能な大型VHF帯レーダー(MUレー ダー・赤道大気レーダー)のほか、霧や雲粒を観測するためのミリ波帯のレーダーを開発してきました。また、地表から数kmまでの風速を観測するため、 1GHz帯(波長30cm程度)の周波数を用いた下部対流圏レーダー(写真)を開発しました。下部対流圏レーダーは気象庁のレーダー観測ネットワーク (WINDAS)に採用され天気予報業務に利用されています。

また、海洋上の風速観測を目的とした船舶搭載用レーダーの開発にも取り組んでいます。

pic1

MUレーダーによる大気計測

MUレーダー(写真)は滋賀県甲賀市信楽町に設置された、アジア域最大のVHF帯レーダーです。台風・前線など我々に身近な現象が発生する対流圏(高度十数km以下)の風速や乱流の計測を高精度で実施できるほか、高度100km以上に存在する地球大気 と宇宙の境界(電離圏)での電子の様相を観測することが可能です。また、直径103mの円内に配置された475本のアンテナを独立に制御可能なほか、複数 の周波数をほぼ同時に送信することができる高度なハードウェア・ソフトウェアを備えた世界唯一のレーダーです。

当研究室では、MUレーダーの高い能力を活用することにより、大気の計測技術を開発し、さらに開発した計測技術を生かして大気現象の解明に取り組んでいます。多くの研究は、日本・諸外国の研究者と共同で取り組んでいます。MUレーダーのある信楽MU観測所は、京都大学の設備のほか、他の大学や研究機関が設置した様々な観測機器による観測も行われています。また、充実した宿 泊施設とインターネット設備を備えています。当研究室のスタッフや学生は他大学・他機関の研究者や学生と共に信楽MU観測所に赴き、現地での観測を実施しています。

pic2

電離圏大気の研究

電離圏F領域と呼ばれる高度数100km付近の電子の振る舞いを観測可能なMUレーダーと、電離圏E領域 と呼ばれる高度100km付近の電子の振る舞いを観測可能な下部熱圏プロファイラーレーダー(写真)を主に用いて研究を行っています。2004年度と 2007年度に下部熱圏プロファイラーレーダーを山形県に設置し、地球の磁力線を通した電離圏E領域とF領域における相互作用を知るための試みを実施しま した。高精度のMUレーダーと、比較的容易に所望の観測地点に設置して観測が可能な下部熱圏プロファイラーレーダーによる同時観測により、従来知られてい なかった電離圏中の電磁気的結合の詳細に対する解明が進んでいます。
大気中には、大気重力波と呼ばれる現象が存在します。大気重力波は、大気の下層から伝搬し、電離圏中の電子の振る舞いに大きな影響を与えます。ロケットと レーダーによる観測を組み合わせることにより、大気重力波と電磁気現象との関連を解明するための研究にも取り組んでいます。また、広範囲の領域を同時に観 測することが可能な衛星データを用いた研究も実施しています。

pic3

赤道大気の研究

赤道直下に存在するインドネシアは高い海水面温度に囲まれた多数の島が存在し、また太陽放射が強い地域です。そのため対流活動が活発で、この対流活動に伴う大気中のエネルギー輸送は地球大気変動の駆動源となっています。

当研究室では、インドネシアのスマトラ島に設置されたVHF帯の大型レーダー(赤道大気レーダー:写真)を開発し、インドネシア航空宇宙庁の協力のもと熱 帯大気の連続観測を実施しています。大型レーダーならではの高い観測能力を活用して、対流圏中の積雲対流に伴う大気中の物質やネルギーの輸送・電離圏にお けるプラズマバブルと呼ばれる電磁気現象などの大気現象の解明に取り組んでいます。さらに、ここ数年は、インドネシアにおいて小型レーダーによる観測ネッ トワークを構築し、熱帯域特有の積雲対流に関する現象の解明にも取り組んでいます。

研究の実施は、インドネシアを中心とした諸外国の研究者との共同で実施するほか、日本人研究者がインドネシアに実際に趣き、フィールド観測を実施しています。インドネシアでの観測は教員・研究者のみならず、多数の学生が現地での観測に参加しています。

pic4