0812

電子情報通信学会論文誌

椎名徹教授で検索

AMS Smith2008,

Spek2008

MATTHEW2008

Kim2008

 

Vol.J89-B No.7  pp.1179-1187
 
論文  観測・計測
降雪Z-R関係の連続測定と降雪イベントごとの解析

村本 健一郎久保 守椎名 徹

(Score:42) |  あらまし |  本文:PDF (1.5MB)

2006MRRと電子天秤の比較。ライダーによる上空のプロファイル。

 

Vol.J82-D2 No.2  pp.240-249
 
論文  バイオサイバネティックス,ニューロコンピューティング
降雪粒子映像の画像解析と粒子分類への応用

椎名 徹村本 健一郎

(Score:42) |  あらまし |  本文:PDF (284.4KB)

1999:雪霰比。

Vol.J71-D No.9  pp.1861-1863
 
レター  
画像処理による降雪粒子の大きさと落下速度の測定

村本 健一郎椎名 徹

(Score:36) |  あらまし |  本文:PDF (218.8KB)

19884枚の画像による落下速度の推定。

Vol.J81-D2 No.6  pp.1108-1114
 
論文  画像・パターン認識,コンピュータビジョン
降雪粒子の落下速度と落下中の粒径および融解直径の関係

椎名 徹村本 健一郎

(Score:36) |  あらまし |  本文:PDF (503.6KB)

1998:画像データによる降雪強度の推定。融解直径と落下速度の式(?:密度を仮定して、雪粒子の落下速度の式から導出?)

Vol.J78-D2 No.8  pp.1249-1253
 
レター  
2台のカメラを使った降雪粒子の形状と落下速度の同時測定

村本 健一郎高木 繁則椎名 徹松浦 弘毅

(Score:36) |  あらまし |  本文:PDF (273.4KB)

1995:雪と霰の判別。

Vol.J77-D2 No.9  pp.1778-1787
 
論文  画像・パターン処理
降雪雪片の落下運動パターン解析

村本 健一郎高木 繁則椎名 徹松浦 弘毅

(Score:36) |  あらまし |  本文:PDF (587.3KB)

1994:落下粒子の回転運動

Vol.J77-D2 No.12  pp.2353-2360
 
論文  画像・パターン処理
落下中の降雪粒子の密度と降雪強度の測定

村本 健一郎松浦 弘毅椎名 徹

(Score:36) |  あらまし |  本文:PDF (447.7KB)

1994:画像処理による降雪強度推定。

密度は、画像から得られる体積と電子天秤で得られる重量から求めた。

Vol.J76-D2 No.5  pp.949-958
 
論文  画像・パターン処理
領域および輪郭線による降雪雪片の形状特徴解析

村本 健一郎松浦 弘毅椎名 徹

(Score:36) |  あらまし |  本文:PDF (508.1KB)

1993:ビデオの画像解析から形状を測定。

Vol.J74-D1 No.8  pp.586-589
 
レター  データベース応用
降雪粒子の粒径分布と落下速度のデータベース

村本 健一郎椎名 徹北野 孝一

(Score:36) |  あらまし |  本文:PDF (244.7KB)

1991:粒径・落下速度・数密度の1分間ごとのデータベース

 

降雪のZ-R 関係と降雪粒子の諸特性
村本 健一郎  藤吉 康志  藤田 博之  北野 孝一 

誌名  電子情報通信学会論文誌 B
発行日1995/08/20
Vol. J78-B2  No. 8  pp. 568-572
論文種別レター
専門分野
キーワード
レーダ降雪のZ-R 関係相関の決定係数降雪の諸特性

あらまし |  本文:PDF (320.2KB)

XZR関係式の導出。1分観測。

 

AMS 2008 radar melting


 

 

A New Technique to Categorize and Retrieve the Microphysical Properties of Ice Particles above the Melting Layer Using Radar Dual-Polarization Spectral Analysis

A. L. J. Spek,  C. M. H. Unal,  D. N. Moisseev,  H. W. J. Russchenberg,  V. Chandrasekar, and Y. Dufournet

Journal of Atmospheric and Oceanic Technology  
Volume 25, Issue 3 (March 2008) pp. 482–497
DOI: 10.1175/2007JTECHA944.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (1.59M) ]

デルフト工科大学

二重偏波レーダを用いて氷粒子の微物理特性を回帰的に解析する手法を開発した。仰角45度でドップラ偏波観測を実施し、異なる氷粒子タイプが判別できる。粒径分布は、板状結晶と雪片凝集の2つが卓越していた。アルゴリズムは事前に大気場によって粒子を分別しておく。不明な粒子をドップラスペクトルと反射強度因子差によって判別する。このアルゴリズムを2001919日の雨に適用した。12/9’8

雪粒子は、板、六花、凝集、霰、雹を考慮しそれぞれに粒径分布を仮定した。

2.a)粒子形状についてのモデル化

球形を仮定し、粒子の最大値・最小値について関係式を導入。w(D)=ξD^ζ 12/25’8

 

 

Rain versus Snow in the Sierra Nevada, California: Comparing Doppler Profiling Radar and Surface Observations of Melting Level

Jessica D. Lundquist,  Paul J. Neiman,  Brooks Martner,  Allen B. White,  Daniel J. Gottas, and F. Martin Ralph

Journal of Hydrometeorology  
Volume 9, Issue 2 (April 2008) pp. 194–211
DOI: 10.1175/2007JHM853.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (2.58M) ]

別途。

 

 

Comparison of Airborne and Spaceborne 95-GHz Radar Reflectivities and Evaluation of Multiple Scattering Effects in Spaceborne Measurements

Dominique Bouniol,  Alain Protat,  Artemio Plana-Fattori,  Manuel Giraud,  Jean-Paul Vinson, and Noël Grand

Journal of Atmospheric and Oceanic Technology  
Volume 25, Issue 11 (November 2008) pp. 1983–1995
DOI: 10.1175/2008JTECHA1011.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (1.41M) ]

CloudSatのキャリブレーション。

 

 

Microphysical and Thermodynamic Structure and Evolution of the Trailing Stratiform Regions of Mesoscale Convective Systems during BAMEX: Part I: Observations

Andrea M. Smith, Greg M. McFarquhar, Robert M. Rauber, Joseph A. Grim, Michael S. Timlin, Brian F. Jewett, David P. Jorgensen

Monthly Weather Review  
2008 early online release, posted January 2008
DOI: 10.1175/2008MWR2504.1

[ Abstract ] [ PDF (9.78M) ]

BAMEX(弓状エコーとメソ対流渦観測計画)。航空機による観測。MCSsの後に続く層状域(TSR)の観測。

TSRは特徴的な以下の領域に分類できる。

・遷移層、V(notch)域、層状雨の強化域、かなとこ雲域、前面から後面への流れ、後面から全面の流れ。

渦巻きの構造が、V字域にひとつ、降水強化域に9つ、かなとこ雲域に2つ見つかった。<具体的な形はわからない。ノッチと合わせて確認のこと>

12/8’8

629日はMCSが未飽和の状況で確認できた。降水強化域の9つの渦巻き構造では上空は氷飽和、下層未飽和であった。

その他の構造でも、未飽和構造が見られた。渦巻きの構造と粒径分布を比較した。MCSの発達初期は昇華成長が重要であるが、その後バンド状降水の後ろでは、上から水蒸気が補給されるので、昇華は次第に重要でなくなる。粒子の蒸発は、飽和に達するほどではない。相対湿度は雨の動きに平行な風の成分と相関が高かった。この傾向は前から後面への流れの空気について顕著であった。12/9’8

 

 

Storm-relative helicity revealed from polarimetric radar measurements.

MATTHEW R. KUMJIAN, ALEXANDER V. RYZHKOV

Journal of the Atmospheric Sciences  
2008 early online release, posted January 2008
DOI: 10.1175/2008JAS2815.1

[ Abstract ] [ PDF (4.75M) ] R

helicity ヘリシティ:スピン構造

Zdrを利用。

サイズ整列機構?:差分の沈降(重い粒子が落下すること?)、鉛直輸送、強い回転、風のシア。

スーパーセルの中で高度とともに向きが変わる風(veering winds)がストームの流入風いよって変質可能であり、サイズ整列を生み出している。サイズ整列は、前方側面の降水エコーの場所か流入風側の端に沿ってZdrが強化されることで明らかになる。このようなZdrの強化部を弓状Zdrと呼ぶ。12/10’8

この強化部の大きさ(強度)は下層の雲に流入風がある時、雲に相対的な旋回構造(SRH:storm-relative environmental helicity)に関連していると主張する。<入ってくる風が渦巻いていれば、弓状にZdrが強くなっている>

モデルを使ってこの仮説を検査する。粒子の軌跡を計算した。このとき、サイズ整列が起きているとしている。Zdrの最大値と下層のSRHには強い正の相関があった。この結果は初期の粒径分布によらない。

概念モデルを支持する観測結果を示す。また、弓状Zdrはスーパーセルの発達と下層のメソ低気圧の閉塞に関連して変化しており、この様子を示す。12/11’8

 

 

Evaluating the Effects of Height-Variable Reflectivity and Antenna Sidelobes on the Radar Equation

Edwin F. Campos,  Wayne Hocking, and Frédéric Fabry

Journal of Atmospheric and Oceanic Technology  
Volume 25, Issue 8 (August 2008) pp. 1469–1476
DOI: 10.1175/2007JTECHA941.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (620K) ]

X,VHFのサイドローブの計算

 

 

Brightband Identification Based on Vertical Profiles of Reflectivity from the WSR-88D

Jian Zhang,  Carrie Langston, and Kenneth Howard

Journal of Atmospheric and Oceanic Technology  
Volume 25, Issue 10 (October 2008) pp. 1859–1872
DOI: 10.1175/2008JTECHA1039.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (2.04M) ]

融解層高度は0℃高度の指標となるので、ブライトバンドがわかることは航空障害や数値天気予報のために有効である。

WSR88Dを用いた融解層検出アルゴリズムを開発して、数多くのデータで検証した。

検出アルゴリズムは、体積操作平均から、VPRを出して、数値予報の出力と比較するものである。12/12’8

 

 

Effects of Multiple Scattering on Attenuation-Based Retrievals of Stratiform Rainfall from CloudSat

Sergey Y. Matrosov, Alessandro Battaglia, Peter Rodriguez

Journal of Atmospheric and Oceanic Technology  
2008 early online release, posted January 2008
DOI: 10.1175/2008JTECHA1095.1

[ Abstract ] [ PDF (1.06M) ]

 

 

Modeling of the Melting Layer. Part IV: Brightband Bulk Parameterization

Catherine Heyraud,  Wanda Szyrmer,  Stéphane Laroche, and Isztar Zawadzki

Journal of the Atmospheric Sciences  
Volume 65, Issue 6 (June 2008) pp. 1991–2001
DOI: 10.1175/2007JAS2448.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (561K) ]

併合・分裂は無視。1Dモデル。アシムレーションへ。

 

 

Automatic Designation of the Melting Layer with a Polarimetric Prototype of the WSR-88D Radar

Scott E. Giangrande,  John M. Krause, and Alexander V. Ryzhkov

Journal of Applied Meteorology and Climatology  
Volume 47, Issue 5 (May 2008) pp. 1354–1364
DOI: 10.1175/2007JAMC1634.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (1.44M) ]

マルチパラメータレーダを使った融解層の判定。

 

 

A study of the error covariance matrix of radar rainfall estimates in stratiform rain

Marc Berenguer, Isztar Zawadzki

Weather and Forecasting  
2008 early online release, posted January 2008
DOI: 10.1175/2008WAF2222134.1

[ Abstract ] [ PDF (2.98M) ] R

レーダの定量観測誤差を、空間分解能15kmの層状性の雲(?) について定量的に評価した。降水量(?) はメソモデルで同化している。レーダの定量観測誤差は以下の理由から発生する。

1)      ビームが距離とともに広がり、高度が高くなる効果

2)      反射強度から雨量に換算する際、粒径分布の変化による換算係数の不定性

3)      上記2つの組み合わせ

 

今回の目的はS帯で、レーダ近傍を観測したデータベースを使うことである。地上付近ではビーム幅は狭い。前述1)2)のエラーには相関がある。12/15’8

 

 

 

Raindrop Size Distributions and Rain Characteristics in California Coastal Rainfall for Periods with and without a Radar Bright Band

Brooks E. Martner,  Sandra E. Yuter,  Allen B. White,  Sergey Y. Matrosov,  David E. Kingsmill, and F. Martin Ralph

Journal of Hydrometeorology  
Volume 9, Issue 3 (June 2008) pp. 408–425
DOI: 10.1175/2007JHM924.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (1.94M) ]

 

 

Assimilation of Simulated Polarimetric Radar Data for a Convective Storm Using the Ensemble Kalman Filter. Part I: Observation Operators for Reflectivity and Polarimetric Variables

Youngsun Jung,  Guifu Zhang, and Ming Xue

Monthly Weather Review  
Volume 136, Issue 6 (June 2008) pp. 2228–2245
DOI: 10.1175/2007MWR2083.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (1.74M) ]

 

 

Structure and Formation Mechanism on the 24 May 2000 Supercell-Like Storm Developing in a Moist Environment over the Kanto Plain, Japan

Shingo Shimizu,  Hiroshi Uyeda,  Qoosaku Moteki,  Takeshi Maesaka,  Yoshimasa Takaya,  Kenji Akaeda,  Teruyuki Kato, and Masanori Yoshizaki

Monthly Weather Review  
Volume 136, Issue 7 (July 2008) pp. 2389–2407
DOI: 10.1175/2007MWR2155.1

[ Abstract ] [ Full Text ] [ PDF (3.70M) ]

2台のドップラレーダによる観測。CreSSによる計算。

2004524日の事例。融解層より下が乾いており、アメリカの大平原で見られるスーパーセルの形と似ていた。(ボールト?フック型エコー)

下降流・吹き出し流・流入風が弱く、ひとつの低気圧性の回転上昇流の維持時間が短い(30分くらい)が異なっていた。

弱い吹きだしと弱い流入風の収束部に弱い上昇流があった。

CreSSは熱力学の場を計算するのに用いた。蒸発による冷却が下降流の弱い原因であった。したがって初期の上昇流が下降流によって分離されずに30分くらい続いた。このスーパーセル似の降雨は弱い流入と流出のバランスでできた。12/5’8

 

 

 

Airflow and Precipitation Properties within the Stratiform Region of Tropical Storm Gabrielle during landfall

Dong-Kyun Kim, Kevin R. Knupp, Christopher R. Williams

Monthly Weather Review  
2008 early online release, posted January 2008
DOI: 10.1175/2008MWR2754.1

[ Abstract ] [ PDF (6.35M) ]

雲の構造

台風ガブリエルで見られた、曲がった層状性エコーの解析。ドップラレーダと900Mウインドプロファイラの同時観測。

降水バンドは60km幅で、メソスケールの上下降流が±1m/s以内であった。ブライトバンドは強く、50dBZを超えていた。降水量が大きいところでは10-20mm/hであった。融解層の微物理過程を降水強度、ブライトバンドの形成過程、力学過程(特に下降流)と比較して調べた。

 

ウインドプロファイラとドップラレーダは融解層の解像度が最大になるように最適化している。これによって、融解層を通じてきわだった(striking)収束発散の小型ペアがあることがわかった。このような融解層はおもに冷却によって生じる小さいスケールの循環があることを示している。上方での融解による冷却は、中層で収束をもたらす。一方で、下層では弱い収束から発散が解析された。融解層の変数化を試みることにより、最大反射強度の高度が上空の収束と下層の発散を分けていることや、凝集が活発な領域で氷粒子の凝集・分裂が混じっていることが明らかになった。

 

活発な降雨帯では、下降流の影響が、粒径分布やSAMモデル〈sans air motionModel;プロファイラなどで粒径を求めるときに使う?Williams2002,プロファイラでブラッグ散乱を除いたモデル?2005、プロファイラから降水粒子によるスペクトルと大気乱流によるスペクトルを推定するためのモデルらしい〉のために無視できない。1/14’9

下降流があると、粒径分布から推定する降水量は、鉛直流0を仮定した場合に比べて〈大粒子ほど下向き速度が大きいと仮定するので〉はるかに大きくなるし、ZR関係で得られる降水量は〈大粒子に成長する以前に落下を始める、つまり、大粒子ができにくいので?〉少し過小評価する。降水量の解析はZBBの強度(つまり、凝集の度合い)と良い相関があったが、BBの高度とはあまり関係が無かった。1/15’9

 

三章b節 915MHzプロファイラ

4a ZTH図。

BBの平均高度4.3km200m程度振動している。降水強度は23mm/hr、下層のZ最大値は40dBZ。BBの最大値は50dBZを超える。

4b WTH図。

Zストリーク(筋、しま)に対応してBB直下で10m/sを超えるところがある。

4c スペクトル幅のTH

融解層トップは2m/s程度で落下速度がほぼ一様。それより上にスペクトル幅が4.5m/sを超える領域が存在する。雪の凝集に対応する幅広の落下速度分布。<乱流の影響もあるのか?> 1/19’9

 

二章 a節 解析技術

鉛直風を求める4つの方法。

1)      反射強度と落下速度の関係

2)      拡張VAD

3)      VAD

4)      SAMモデル(説明は二章b)

ウインドプロファイラの観測値から、粒径分布のパラメータと乱流の鉛直成分のパラメータの最適解を出力する。

最初に全体のパラメータを決めて、次に観測ビンごとに乱流の効果を除いていく。1/21’9

 

五章a ブライトバンドの構造

6 545-0631UTC(融解層直下に強い下降流がしばしば見られた期間)の発散と鉛直運動。

<拡張VADは高度分解能が良くない?何が拡張”?

7 高度頻度分布

6章 討論

a力学

今回の解析では、Marks&Houze(1987)Black et al.(1996)に比べて、下降流の値が大きい。これは、粒子の落下速度を過小評価しているためであると考えられる。1/26’9

融解層内での収束発散セットの報告は限られた数しかないが、報告がある。しかし、強い層状性のレインバンドで見つかったのは例がない。Szeto&Stewrt(1997)は融解がもたらす冷却がメソの循環を生み出し、融解層内で水平収束を作ることを指摘している。本研究でもQ-VADと発散場で求めたdiv分布から冷却で生み出された循環が観測されている。

上空の収束と下層の発散が融解層の上下が結合している間接的な循環を示唆している。1/27’9

 

b融解層の研究

HuggelZ=7dBを閾値としてブライトバンドを定義。本研究ではもう少し大きい。Zは凝集の領域より分裂の領域のほうが大きい。図14は粒径分布の平均。Zは図8で定義され、下層のZZのピーク値の差。1/28’9

 

8 ブライトバンドのパラメータ

ZとかZpeakとか。

 

9(a) ブライトバンド付近のTH

     :分裂が卓越、○:凝集が卓越する期間。

 

9(b) γ、反射強度比、ドップラ速度比の時系列

△:BB高度が低下する期間。

γ:雪のZe×雪のW / 雨のZe×雨のW

Ze,Wは融解層の上下で平均。1/30’9

 

γの値が小さいと凝集が卓越、γが大きいと分裂が卓越。?

入ってきた雪は出て行く雨に一対一対応していると仮定。

γが小さいということは(相対的に)雪の個数が小さいということ。凝集が卓越と考える。

γが大きいということは(相対的に)雨の粒径が小さいということ。?大胆すぎ?分裂が卓越?2/3’9

Drummond et al 1996 ドップラレーダで融解層を調べた。McGill大。

分裂と併合の効果を調査。大きな雨では分裂が卓越。

P764併合が卓越すると、ZeRVRが大きくなるのでγは小さくなる。逆に(分裂が卓越すると、ZeRVRは小さくなるので)λは大きくなる。<融解層内の凝集・併合を見ている>2/4’9

 

 

13a) ZR関係式で求めたRと鉛直流を考慮したSAMモデルによるRの比較,b)は鉛直流を考慮しない場合。

14 レーダから判断した期間(凝集期、分裂期、BB低下期)ごとの粒径分布。

 

7章 結論

i)融解層付近で粒子の融解による冷却に伴う発散が見つかった。

2)反射強度因子の最大値で上空収束・下層発散が分離しており、スペクトル幅の最小値があった。

3)SAMモデルから推定したRは、鉛直流を考慮した場合、Zの極大が増えるにつれて増大した。特に凝集期間で顕著に見られた。2/5’9

強いブライトバンドの下の強い降水は、長い距離を落下した大きな凝集粒子が融けて形成される。

4)融解層の底での降水強度は融解層厚と正の相関関係にあった。ただし、融解層の高度そのものとは関係がない。(対象1降雨の複数時間のデータで相関関係を示す。)これは融解でもたらされる冷却が融解層高度を低くしていることと関連がある。大規模な高度の変化誰場、もっと気温や鉛直風の変動に関連するだろう。2/9’9

5ZCFADZの高度別出現頻度分布)が融解層の下で均一なのは、捕捉による成長と分裂・蒸発がつりあっていることを示す。すなわち、2km以下で強い下降流があるところでも、粒子は成長するということである。確かに、ZDmは下方に向けて増加している。ただし、分裂・蒸発の効率のほうが捕捉成長よりも大きいだろう。

 

凝集と雲竜付着がBB強度にどの程度寄与するかは、気温・湿度・雲水・円直流の分布による。

融解層の下のRSD(雨滴粒径分布)はBBの強度に関連する。

だから、本研究では、Leary&Houze(1979)の提案する落下速度・質量・粒径スペクトルの関係から融解層トップの雪の粒径分布がわかりそうだ、ということをいいたい。定量的に融解層のパラメータと降水の特性を関連付ける予定である。2/10’9

 

 

 

Exponential Size Distributions for Snow

Andrew J. Heymsfield,  Paul Field, and Aaron Bansemer

4017–4031

雪の粒径分布の航空機観測を元に、粒径分布が広がるときの新しい説明を与えた。

20026月とか19998月とかのデータ。どちらかといえば熱帯。

温度によって粒径分布が変わる。

指数分布の傾きを横軸に、Tを縦軸に描画。気温が低くなるとλが大きくなる(分布が狭い)。

粒径の小さいところが過小評価されるので補正している。12/22’8