航空機観測班会合@名大水圏研 on 2000 Dec. 4 (by Shinsuke Satoh)
科学技術振興事業団 戦略的基礎研究
「メソ対流系の構造と発生・発達のメカニズムの解明」
冬季日本海メソ対流系観測-2001
CAMPR観測飛行計画案
観測全体スケジュール
<航空機班>
B-200 [CAMPR] 1/8-2/1 (通信総研)
観測20h (戦略)、テスト1h+観測9h (CRL)
(注) フライト毎にどちらの予算で飛ぶかはっきりさせること
G-II [SPIDER+ PMSプローブ] 1/9-2/2、(通信総研、気象研)
テスト1h (戦略)+観測20h (戦略)
CitationV [DropSonde] 1月中? (名大水圏研)
ロシア航空機[プローブ?] 1月後半?(北大低温研)、
ウラジオ<-->佐渡(3往復?)、4高度
<地上班:レーダ、ゾンデ、プロファイラー他>
全体としては、 1/12-1/19 & 1/25-2/01がIOP (集中Sonde観測)
Su
7
14
21
28
January 2001
Mo Tu We Th Fr
1 2 3 4 5
8 9 10 11 12
15 16 17 18 19
22 23 24 25 26
29 30 31
Sa
6
13
20
27
February 2001
Su Mo Tu We Th Fr Sa
1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28
Japan Science and Technology Corporation - Core Research for Evolutional Science and Technology (JST-CREST)
Studies on structure and formation/development mechanisms of mesoscale convective systems
Original:
Winter MCSs Observations over the Japan Sea -2001 (WMO over Japan Sea)
My suggestion: Winter MCSs Experiments over the Japan Sea -2001 (WinMEX-2001)
観測飛行スケジュール
前半: 1/8-1/17、新潟空港ベース、6~8フライト
・日本海沖合(新潟沖、能登半島沖)が中心
・実際にフライトする日数は4~7日程度
後半: 1/23-2/1、名古屋空港ベース、4~6フライト
・北陸沖、若狭湾、山陰沖(TRMM同期)が中心
・実際にフライトする日数は3~5日程度
戦略基礎 20時間: 2時間30分×8フライト
CRL
10時間: 2時間15分×4フライト
1時間×1フライト(テスト飛行)
花土弘
(1) 1/06-1/08 ( 3days): 地上試験、テスト飛行
(2) 1/23-2/01 (10days): 後半観測飛行
佐藤晋介
(1) 1/08-1/17 (10days): 前半観測飛行
(2) 1/23-2/01 (10days): 後半観測飛行
中川勝広
(1) 1/08-1/17 (10days): 前半観測飛行
実際の予定スケジュール
12/25(月) or 26(火): CAMPR機材搬出(鹿島→名古屋)
1/4(木)、5(金): B200へCAMPR搭載 by 中日本
1/6(土)、7(日)、8(月): 花土さんによる地上チェック、テストフライト
・トラブルがなければ、1/8(月)から観測飛行が開始できる状態になり、
後は天気次第で観測開始日を決定する。もし、トラブルがあったり
引き継ぎが必要な場合は、必要で応じて佐藤が名古屋にすぐかけつける。
・前半観測飛行(佐藤・中川)は、最早で1/8-17、最遅で1/13-22
・後半観測飛行(佐藤・花土)は、最早で1/18-27、最遅で1/23-2/1
・遅くとも、前半観測飛行は1/12(金)または13(土)までには始めなければいけない
・できる限り、前半観測飛行で多くのフライトを行う (良い条件の時に沢山飛ぶ)
観測目的
(A1) Off-shore観測(日本海上の雪雲)
・ 日本海上沖合の雪雲の構造(気流構造を含む)
-沖合の雪雲のレーダ観測例はほとんどない
・ 寒気の吹き出しにともなう混合層と雪雲の発達過程
・ 海上における降水の生成と成長過程(雲物理)
(A2) Along-shore観測(平野部、山岳部の雪雲)
・ 海岸線や山岳で強められる降雪のメカニズム
・ 地上レーダでは見えない山岳降雪の構造
・ CAMPR-Dで算出される3D風速ベクトルの検証
(地上dual-Doopler観測結果との比較)
・ 地上レーダのキャリブレーション
(A3) G-II, CitationV, TRMMとの同時観測
・ 雲物理観測(降水粒子の形状、サイズ、落下姿勢)
・ CAMPRの偏波観測データとプローブ観測結果の比較
・ 雲粒子から雪片や霰への成長(using SPIDER data)
・ 雪雲に対するTRMM PR性能の検証
(Others) 飛行コースや場所に依存しないもの
・ ATMOS-A設計開発に必要な雪雲観測データの収集
・ 雪雲に対するCAMPRの性能や可能性の検証
-IQモード観測(+FFT)で得られるドップラースペクトルによる
降水粒子落下速度分布から粒子形状・サイズ分布の推定
-偏波観測データ(アンテナ角60°程度のZDR、NadirのLDR, ρHV)
CAMPRの長所と短所
・ 海岸線から離れた沖合での観測が可能
→ 地上設置レーダでは観測不可能
・ 詳細な鉛直構造の観測が可能(Nadirのみ)
・ Dual-beam 観測で3次元風速場の算出が可能
→ ただしアルゴリズムが未完成、Nadir鉛直断面であればOK
・ 2重偏波観測が可能 (ZDR, LDR等)
・ データ収集部の改修によって高速データ転送
が可能になり、IQモード観測が現実的になる
→ ドップラースペクトル、ρHV(0)、φDP、 KDP
・ 1回の飛行時間は3時間以内、日中のみ
→ 雪雲の時間変化を観測することは困難
・ アンテナを大きく振っても狭いレンジでしか
観測できず、鉛直分解能も悪い
CAMPR-D主要緒元
送信周波数(波長)
送信出力(送信管)
PRF
パルス幅
送信パルス
アンテナビーム幅
アンテナ走査角度
アンテナ走査速度
航空機巡航速度
13.8GHz (2.17 cm)
2 kW (TWTA)
2, 4, 8 kHz
0.5, 1.0, 2.0 μs
H, V, HV, HHVV
6.2~7.1°
-60~+85 deg
0~17 deg/s
62~128 m/s
飛行高度、観測範囲、空間分解能
観測飛行可能エリア
FIR
140E, 45N
135E, 40N
130E, 35N
防空識別圏(ADIZ) 飛行情報区(FIR)
Flight Simulation using GMS in Jan 1999
99/01/07,03Z
(1) 名古屋→新潟、日本海上のPolar low
の南北横断観測. FIP境界に沿った南西
向きパスは ±60 dual-mode、北向きと
東向きパスは IQ-mode Nadir、富山から
は海岸線から20 km 離れて±60 dualmode. 飛行高度はすべて8 km.
99/01/08,00Z
(2) Tモード筋状雲の観測. 新潟→上越
までは内陸を通って±60 偏波-mode.
Tモードの走向に直交するパスは
±60 dual-mode. FIPに沿ったパスは
Nadir IQ-mode 、日本海収束帯の
背の高い雲を通り過ぎたら南東へ、
Tモードの走向に沿った北東向きの
パスは±60 dual-mode. 途中の
寄り道はNadir dualでロール状対流
が見えるか? 後は±60 dual-mode.
99/01/09,03Z
(4) Lモードの雲の横断観測. できる
限り長く直線飛行を行えるコースを
選ぶ. 新潟から北北西へFIP境界
まで飛び、Lモード筋状雲の走向
(吹き出し方向)に直行するように
南西に飛んだ後、富山まで東進.
基本的にすべてNadir固定.
99/01/08,03Z
(3) Tモード筋状雲と日本海収束帯の
観測. 午前中は積分モード中心だった
ので、午後はNadir IQ-mode中心と
する. 山陰沖から収束帯の背の高い
雪雲に沿って北陸内陸まで飛ぶ. 引き
返す際だけは、±60 dual-mode.
また、 B200が飛んだコースをG-IIに
連絡して、追い越すように飛んでもらう.
飛行高度はすべて5 km.
TRMM data on 99/1/8
観測体制・その他
地上支援・機材
・観測飛行中に、新潟空港から地上レーダエコーの位置やGMS
雲画像で発達したバンド雲の位置(できれば飛行コース)を指示
してくれる人を確保したい。名古屋空港も同様。
・ Dekita-kun専用 Win95 NotePC (CRL小金井で受信するデータを
PHSまたは通常電話回線によるネットワークで使用する). FAX?
・ 予備(1日2フライトの場合は2回目用)のCAMPRデータ収集用
new-NotePC(Let‘s note, portable CD-R付き).LANケーブル・ハブ
・ バックアップ用外付けHDD(30GB?、今回の改修でデータ転送が
5~10倍になるので、データ量見積もりの再チェックが必要)
・ 観測データチェック用(特にIQデータ)のLinuxPC (できればNotePC)
なければDesktop PC+液晶Display) + 8mm-Drive?
・予備のTWTA:1台 or 2台(故障時は名古屋に戻る方がBetter?)
→ 上記の機材は、すべてB200に積んで新潟空港に直接運ぶのが
Better. 荷物が多い場合は、中日本の新潟に行く整備の人に
コマーシャルラインを使ってもらう.
FDS/POS
・FDS: 機械式ジャイロ+ピトー管(0.1sec)、GPS(1sec)
・POS: 光ファイバージャイロ(50Hz)+Differential-GPS
・POSの再解析データ(2wayのDif-GPSを使って、50HzでGPS時刻、
緯度、経度、高度、北/東/下向き速度、ロール、ピッチ、ヘッド)
で、少なくとも積分データ(1/8000*256*2=0.064sec)のドップラーは
補正可能。IQデータ(8kHz)については要検討
→ 観測終了後なるべく早く、中日本に作ってもらう
その他必要なこと
・ 飛行コースを決めるグリッドマップ作成、地上レーダ等の位置
・ 新潟空港格納庫?でのPHS受信エリア/電話回線の確認.
・ 連絡網(緊急連絡先と経路を含む)、地上サイトの連絡先.
・ G-II(SPIDER, Probe)との連絡方法.
ダウンロード

WinMEX_obsplan