気候変動適応策等への フェーズドアレイ気象レーダ活用に向...

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平成26年度 『環境技術産学公民連携公募型共同研究事業』 気候変動適応策等への フェーズドアレイ気象レーダ活用に向けた研究 平成26年 7月30日 株式会社 東芝 © 2014 Toshiba Corporation

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Page 1: 気候変動適応策等への フェーズドアレイ気象レーダ活用に向 …共同研究の内容 (1)気候変動適応策の概念及び応用可能な技術の整理

平成26年度 『環境技術産学公民連携公募型共同研究事業』

気候変動適応策等への

フェーズドアレイ気象レーダ活用に向けた研究

平成26年 7月30日

株式会社 東芝

© 2014 Toshiba Corporation

株式会社 東芝

Page 2: 気候変動適応策等への フェーズドアレイ気象レーダ活用に向 …共同研究の内容 (1)気候変動適応策の概念及び応用可能な技術の整理

共同研究の背景

近年、ゲリラ豪雨などの局地的大雨が都市部で多発、被害が甚大化し社会問題となっている。

昨年、東芝は、ゲリラ豪雨に有効とわれ る世界最先端 ズ

都市部ゲリラ豪雨一例

いわれている世界最先端のフェーズドアレイ気象レーダを開発した。

川崎市宮前区冠水状況

豪雨を事前検知できる画期的豪雨を事前検知できる画期的なレーダとして新聞・テレビ等で広く取り上げられている。

フェーズドアレイ気象レーダ装置

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読売新聞大阪版 2012.9.1 (1面掲載)

フェーズドアレイ気象レーダ装置

Page 3: 気候変動適応策等への フェーズドアレイ気象レーダ活用に向 …共同研究の内容 (1)気候変動適応策の概念及び応用可能な技術の整理

共同研究の目的

現在、開発されたフェーズドアレイ気象レーダは気象観測などの研究利用に使用されるが、観測データが行政などにどのよう

な利用効果があるかといった研究は行われない。

東芝はぜひとも世界最先端の気象レーダを自治体などの行政に有効活用してもらいたい

例えば 気候外力の増加(GHG増大による高温化やゲリ例えば、気候外力の増加(GHG増大による高温化やゲリラ豪雨のような異常気象の頻発等)による影響を回避・軽減できるような適応能力の向上に貢献できるのでは?

気候変動適応策等へのフェーズドアレイ気象レーダの活用に向けた研究

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気候変動適応策等へのフェ ズドアレイ気象レ ダの活用に向けた研究

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共同研究の内容

(1)気候変動適応策の概念及び応用可能な技術の整理

(2)フェーズドアレイ気象レーダの観測データの活用方法に関する検討

●行政からのニーズ把握と課題抽出

環境 究 向けた有効利用⇒環境研究に向けた有効利用

⇒下水道運用への有効利用

⇒豪雨に向けた危機管理対策への有効利用⇒豪雨に向けた危機管理対策への有効利用

(3)フェーズドアレイ気象レーダの観測データの解析(3)フェ ズドアレイ気象レ ダの観測デ タの解析

●フェーズドアレイ気象レーダの観測データと

国交省MPレーダの観測データの比較検討を行う。

●豪雨の事前発生検知の有効性を評価する。

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Page 5: 気候変動適応策等への フェーズドアレイ気象レーダ活用に向 …共同研究の内容 (1)気候変動適応策の概念及び応用可能な技術の整理

気象レーダーによる観測とは

レーダー基地局

レーダービームレーダービーム反射エコー反射エコー

•• 360360゜゚全周を連続観測全周を連続観測

•• レーダー基地を中心とした面的な(広い範囲の)データを取る。レーダー基地を中心とした面的な(広い範囲の)データを取る。

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Page 6: 気候変動適応策等への フェーズドアレイ気象レーダ活用に向 …共同研究の内容 (1)気候変動適応策の概念及び応用可能な技術の整理

データサンプリング(信号取得)

受信強度受信強度

距離距離

各種信号処理各種信号処理各種信号処理各種信号処理

(A/D変換、混信、多次エコー除去、(A/D変換、混信、多次エコー除去、座標変換、地形エコー除去、距離補正等)座標変換、地形エコー除去、距離補正等)

の画面例の画面例エコーの画面例エコーの画面例

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Page 7: 気候変動適応策等への フェーズドアレイ気象レーダ活用に向 …共同研究の内容 (1)気候変動適応策の概念及び応用可能な技術の整理

X帯固体化MPレーダ

固定型

可搬型

空中線:2

マイクロ波ユニット200 W

GaN HEMT

2mφ

シェルター:2m cube

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200 W2m cube

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約約2m2m

フェーズドアレイ気象レーダ

約約2

m2

mmmフェーズドアレイアンテナ

スロットアンテナ(アンテナ素子)

左:レーダ処理装置(データ処理・監視制御・表示)

右:レーダ制御装置 大阪大学に設置された

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右:レ ダ制御装置(駆動制御・分電盤) フェーズドアレイレーダ(地上13階相当)

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フェーズドアレイ気象レーダ観測イメージ

三次元的な気象状況を瞬時に観測することができる。三次元的な気象状況を瞬時に観測することができる。

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共同研究の実施手法1

★フ ズドアレイ気象レ ダの観測デ タの活用方法に関する検討★フェーズドアレイ気象レーダの観測データの活用方法に関する検討

個別のヒアリング等防災担当

(道路・河川管理等含む)

危機管理環境担当 下水道管理

危機管理(市民サービス等)

課題課題

課題 課題課題 課題

課題課題

課題

事前の豪雨検知

課題解決 向けた検討

勉強会などを開催して意見徴収等

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課題解決に向けた検討意見徴収等

Page 11: 気候変動適応策等への フェーズドアレイ気象レーダ活用に向 …共同研究の内容 (1)気候変動適応策の概念及び応用可能な技術の整理

フェーズドアレイ気象レーダ観測画像

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共同研究の実施手法2

★フェーズドアレイ気象レーダの観測データの解析

豪雨事前 豪雨発生豪雨事前 豪雨発生

フェーズドアレイフェ ズドアレイ

気象レーダ

国交省MPレーダ

鉛 直 積 算 水 分 量 、

鉛直最大強度を算出

鉛直積算水分量

鉛直最大強度レーダ雨量

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鉛直最大強度相関を検証

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共同研究の成果イメージ1(フェーズドアレイ気象レーダの観測データの活用方法に関する検討)

高時間分解能 高空間分解能高時間分解能 高空間分解能川崎SCC

高時間分解能・高空間分解能な稠密観測により、ゲリラ豪雨を事前にキャッチ

高時間分解能・高空間分解能な稠密観測により、ゲリラ豪雨を事前にキャッチ

川崎駅周辺総合防災情報システムの高度化

レーダー3.8万メッシュ 危機管理

市⺠サービス(クラウドTVなど)

下⽔道運⽤(予備ポンプ運転)

防災対策(サイネージ・防災無線等)

環境対策

安全・安⼼で質の⾼い社会の構築を実現

( 備ポ 運転)

豪雨事前検知が行政ニーズにどのようにこたえられるか様々な観点で検討し、現在川崎市と東芝で実証実験が進められているスマートコミュニティを使って、

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レーダデータの利用方法などを把握。

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共同研究の成果イメージ2(フェーズドアレイ気象レーダの観測データの解析)

フェーズドアレイ気象レーダ観測

国交省MPレーダ(X-RAIN)観測気象レ ダ観測 (X RAIN)観測

フェーズドアレイ気象レーダ 観測範囲内において、昨年出水期のX-RAIN 観測データで強雨(例えば20mm/h 以上)の降雨が観測された領域で、X-RAIN より先

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行するフェーズドアレイ気象レーダの指標を探索し、相関を確認。

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実施計画スケジュール

7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月2014年 2015年

7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月行政ニーズの把握と課題抽出

行政ニーズの抽出課題解決に向けた検討

フェーズドアレイ気象レーダデータ解析ダデ タ 収集解析レーダデータの収集解析

レーダデータ有効性の検討共同研究枠組み検討

▼共同研究枠組み検討中間報告最終報告書提出

月1回程度進捗報告を環境総合研究所と実施していく予定

最終報告書提出

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