Development of lightning prediction technology by muon observations

μ介子观测闪电预报技术的发展

• 批准号: 22K14453
• 负责人: 和田 有希
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14453/
• 关键词: 雷放電; ミューオン; 電場; 雷予知; 雷雲; 気象観測

落雷は時として火災や電子機器などの故障を引き起こす脅威であり、落雷が生じる前にそれを検知する雷予知が可能となれば、事前対策などによって被害低減が期待される。しかし現段階では雷放電を引き起こすような雷雲中の強電場領域のリモートセンシング手法が確立しておらず、有効な雷予知の手段は存在しない。本課題では高エネルギー粒子、特に二次宇宙線のミューオンに着目し、地上からのリモートセンシングで雷雲内の強電場領域を探知し、雷予知への有効性を探る。2022年度はプラスチックシンチレータと半導体光センサーを利用したミューオン検出器を制作した。11月には1台を石川県金沢市に展開し、冬季雷における観測を実施した。観測運用は11月から翌3月まで継続し、またミューオンの観測のみならず地上電場やガンマ線の同時観測も実施した。3月に観測機器を撤収し、データの解析を進めている。これらミューオンの観測に加え、これまで石川県で観測されてきた放射線のデータを元に、雷雲中に強い電場が存在する場合の総観気象場について調査を行った。総観気象場は主に4つのパターン、寒気移流型、極低気圧型、小低気圧直撃型、寒冷前線通過型に分類され、特に寒気移流型と極低気圧型が地上で放射線が観測されやすい条件であることを明らかにした。また放射線が観測されなかった事例の解析も行い、主に気温場の観点から、地上で放射線が観測されやすい気象場・されにくい気象場を明らかにした。

When lightning strikes, it causes a fire, and when electronic equipment malfunctions, it causes a threat, and when lightning strikes, it causes a fire, and when lightning strikes, it causes a problemそれを検知するRay Yuzhi が となれば, advance plan などによって was killed and reduced がexpectation される.しかしNow stage ではThunder discharge をinduced きこすようなThe strong electric field field in the thunder cloud のリモーThe technical skills are established and effective, and the effective means are known to exist. This topic is based on high-tech particles, special secondary cosmic rays, and ground particles.のリモートセンシングでThe strong electric field field in the thunder cloud is detected, and the effectiveness of thunder is known. In 2022, the はプラスチックシンチレータとsemiconductor light センサーを was produced using the したミューオン検ejector. In November, Ishikawa Prefecture, Kanazawa City, opened the 1st platform, and in winter, the mine was opened and tested in winter. Check out the application for November and March The electric field on the ground is measured and the electric field on the ground is measured at the same time. In March, the test machine was withdrawn and analyzed, and the machine was analyzed and entered.これらミューオンの観measurementにplusえ, これまで石川県で観measurement されてきたradiation rayのデータを元に、There is a strong electric field in the thunder cloud and the situation is の総観気Elephant field and the investigation is done. Classification of 総観気気场は主に4つのパターン, cold water transfer type, extremely low pressure type, small low pressure direct type, and cold front passing typeされ、Special cold water transfer type and extremely low pressure type and above-ground radioactive rays are measured and the conditions are であることを明らかにした.またradiation measurement されなかったcase analysis も行い、main に気temperature field の観Point から、 The radioactive rays on the ground are measured on the ground.

项目成果

Gamma-Ray Glows in Winter Thunderstorms: Catalog Analysis and Multi-Sensor Observation

冬季雷暴中的伽马射线发光：目录分析和多传感器观测

• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Wada;T. Enoto;K. Nakazawa;M. Kubo;T. Yuasa;D. Yonetoku;T. Sawano;G. Okada H. Nanto;T. Shinoda;Y. Sato;T. Ushio;G. S. Diniz;K. Makishima;H. Tsuchiya
• 通讯作者: H. Tsuchiya

Synoptic meteorological conditions of gamma-ray glows in winter thunderstorms

• DOI: 10.1186/s40645-023-00538-2
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Progress in Earth and Planetary Science
• 影响因子: 3.9
• 作者: Y. Wada;M. Tsurumi;S. Hayashi;K. Michimoto

High-energy Atmospheric Physics in Winter Thunderstorms of Japan

日本冬季雷暴中的高能大气物理

• 发表时间: 2022
• 作者: 和田有希;森本健志;中村佳敬;榎戸輝揚;菊池博史;吉川栄一;牛尾知雄;Y. Wada
• 通讯作者: Y. Wada

北陸冬季雷での地球ガンマ線フラッシュの多波長観測

北陆冬季闪电期间地面伽马射线闪光的多波长观测

• 发表时间: 2023
• 作者: 和田有希;森本健志;中村佳敬;榎戸輝揚;菊池博史;吉川栄一;牛尾知雄
• 通讯作者: 牛尾知雄

ガンマ線を発生させる北陸冬季雷の総観場解析

产生伽马射线的北陆冬季闪电的天气场分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 和田有希;鶴見美和;道本光一郎
• 通讯作者: 道本光一郎