並列タイトル等Development for measurement of physical characteristics of falling snowflake and its application to radio wave attenuation
タイトル（掲載誌）平成11(1999)年度科学研究費補助金 基盤研究(B) 研究成果報告書 = 1999 Fiscal Year Final Research Report
一般注記降雪雪片は雲内で発生した氷晶が成長し,さらにいくつも併合して落下してきたものである。この落下中の氷粒子や雪片の併合には,これらの形状や落下運動が関与している。降雪現象は,雲物理学に関しての考察だけではなく,リモートセンシングや通信,最近の地球気候モニタリング分野などの多様な工学的応用にも重要である。また、電磁波伝搬における減衰には、降雪現象が大きく関係する。降雪の研究で主に使用される観測機器の一つとしてレーダがある。降雪のレーダ観測は、レーダ反射因子Zと降雪強度Rとの間の関係式に基づいている。この降雪のZ-R関係式を決定するためには、ZとRのそれぞれを短い時間間隔でしかも高精度で測定しなければならない。しかしながら、短時間間隔かつ高精度で測定可能な降雪測定システムは、これまで開発されていなかった。そこで、画像処理手法を用いた降雪の物理的パラメータを測定する新しいシステムを開発した。落下中の雪片の映像を画像処理して、粒径、落下速度、密度を計算した。また、降雪強度は、画像データから計算するとともに、電子天秤から直接重量を測定する方法でも求めた。更に、これらの観測と同期して、小型Xバンド・ドップラーレーダを用いて受信電力も測定した。Xバンド波の減衰と降雪強度との間の関係を調べると同時に、雪片の物理的特徴量との比較も行った。これらの実験から、電波減衰には、降雪強度だけでなく雪片の粒径分布や密度も関係することがわかった。
It is thought that snowflakes grow by the collision and adhesion of snowflake crystals during their fall. This growing process is effected by shape and falling motion of snowflake. It is not only important in consideration relating to the cloud physics, but also for various engineering applications such as remote sensing and telecommunications and lately in the field of global climate monitoring. Precipitation phenomena play an important part in fields related to radio wave attenuation and propagation. In the study of precipitation, one of the main instrument used is the radar. Radar measurements of precipitation are based on the relation between the radar reflectivity factor Z and precipitation rate R. In order to determine the Z-R relationship for snowfall, Z and R have to be measured independently with high accuracy at short time intervals. However, few systems have been developed for measurement of snowfall rate with high degree of accuracy and temporal resolution. In order to measure the physical parameter of snowflakes, natural falling snowflakes were photographed by TV cameras. The diameter, velocity and density of each snow particle were computed from these images. Snowfall rates calculated from image data are computed with values directly obtained using an electronic balance. During this observation, the received power was measured using a small X-band Doppler radar. The relationship between X-band wave attenuation and snowfall rate was investigated and compared to the physical characteristics of snow particles. It was suggested that the power spectrum was related with the density of snow particles.
研究課題/領域番号:09555124, 研究期間(年度):1997–1999
出典：「自然落下中降雪雪片の物理量測定装置の開発と降雪電波減衰特性評価への応用」研究成果報告書 課題番号09555124(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
一次資料へのリンクURLhttps://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=34854&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
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https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09555124/
https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-09555124/095551241999kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
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