Development of 3-D lightning visualization system with the highest capability in the world and the clarification of the final jump process of return strokes based on this system

开发全球最高能力的3D闪电可视化系统并基于该系统阐明回击最终跳跃过程

• 批准号: 20H02129
• 负责人: 高木 伸之
• 金额: $ 11.65万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02129/
• 关键词: 雷; 最終雷撃過程; 3次元雷放電路可視化; 雷放電路の可視化; 落雷の予知; 放電路の可視化

本研究で開発する世界最高性能を有する3次元雷放電路可視化システムの位置精度は1m、時間分解能を1μs、1回の落雷に伴う電波放射源の数3万個以上を目指している。当初はLF帯(30kHz-300kHz) 3次元雷放電路可視化システムFALMAの性能向上だけを目指していたが、その目処が立ったので、他の3次元雷放電路可視化システムMF-HF帯(300kHz-30MHz) 3次元雷放電路可視化システムDALMAとVHF帯(30MHz-300MHz) 3次元雷放電路可視化システムInLMA（干渉法による位置標定）の追加製作と設置をおこなった。さらに高さ50mの砂丘台地によって雷放電路下部の観測が難しかった高速度カメラ用に新たな観測小屋を海岸間際に設置し、高度0m、距離20km先まで観測することが可能となった。これにより４種類の観測データを相互に比較することが可能となった。3次元雷放電路可視化システムFALMA、DALMA、InLMAにより取得できたデータ数は300kmx300km四方では1万個以上あるが最終雷撃過程が識別可能なアンテナから近距離での落雷を抽出して、各3次元雷放電路可視化システム毎に上向き放電の確認や帰還雷撃開始高度の確認作業を行っており、複数の候補データを得ている。海岸線に設置した2台の高速度ビデをカメラによるデータの取得にも成功した。このデータは放電路の下部まで撮影できている。さらにこの高速度カメラ近傍でのドローンを用いた人工誘雷にも挑戦しているので成功すれば至近距離での撮影データの取得及びFALMA、DALMA、InLMAでのデータ取得が可能となる。落雷の予知に関してはこれまでは半径10kmの円内でかつ30分以内の予測であったが、これを半径1kmかつ時間が5分以内に発生する落雷の予知も可能であることが示された。

This study has developed the world's highest performance, three-dimensional lightning path visualization system position accuracy of 1m, time resolution of 1μs, and more than 30,000 lightning wave radiation sources. LF (30kHz-300kHz) 3-D lightning circuit visualization system FALMA performance up to the point of view Additional production settings for 3-D lightning path visualization MF-HF band (300kHz-30MHz) 3-D lightning path visualization DALMA and VHF band (30MHz-300MHz) 3-D lightning path visualization InLMA It is difficult to measure the lower part of the mine road at a height of 50m. It is possible to measure the lower part of the mine road at a height of 0m and a distance of 20km. The four types of tests were compared with each other. 3-D lightning path visualization system FALMA, DALMA, InLMA, etc. The number of data obtained is more than 300kmx300km, and the final lightning stroke process is possible to identify. The close range lightning strike is extracted. Each 3-D lightning path visualization system is upward to confirm the lightning strike. The height of the lightning strike is confirmed. The number of candidates is obtained. Shoreline settings: 2 sets of high-speed video clips The lower part of Li Guolu's road is surrounded by shadows. The acquisition of high-speed radar images and the acquisition of FALMA, DALMA, and InLMA images are possible at close range. The forecast of lightning falls within a radius of 10km and within 30 minutes, and the forecast of lightning falls within a radius of 1km and within 5 minutes.

项目成果

冬季強帰還雷撃をもたらす雷雲の特徴に関する研究

冬季引起强回击雷的雷云特征研究

• 发表时间: 2022
• 作者: H. Uehara;T. Okamoto;S. Iwata;Y. Sekii;T. Takada;大島佑太，Ting Wu，Daohong Wang，高木伸之
• 通讯作者: 大島佑太，Ting Wu，Daohong Wang，高木伸之

Simultaneous Observations of a Winter Lightning Flash in Japan

日本冬季闪电的同步观测

• 发表时间: 2021
• 作者: Haitao Huang;Daohong Wang;Ting Wu;Nobuyuki Takagi
• 通讯作者: Nobuyuki Takagi

高木・王・ウ研究室

高木王武实验室

雲放電内のリコイルリーダ放電の特徴

云放电中反冲先导放电的特性

• 发表时间: 2021
• 作者: Shuhei Kimura;Takahiro Nozaki;Toshiyuki Murakami;薬師寺海斗，市來龍大，小松智紀，立花孝介，古木貴志，金澤誠司;加藤 立騎，山田 寛喜，森 浩樹;中島康雄，山里敬也，荒井伸太郎，齋藤将人，羽多野裕之，田中宏哉，田所幸浩;武田拓真，高木伸之，王道洪，ウティン
• 通讯作者: 武田拓真，高木伸之，王道洪，ウティン

Positive cloud-to-ground lightning in winter observed by the FALMA

FALMA 观测到的冬季云对地正闪电

• 发表时间: 2020
• 作者: Ting Wu;Daohong Wang;Nobuyuki Takagi
• 通讯作者: Nobuyuki Takagi