衛星と地上観測による雷雲上方の放電発光現象の研究

利用卫星和地面观测研究雷雨云上方放电发光现象

• 批准号: 18340149
• 负责人: 福西 浩
• 金额: $ 7.39万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18340149/
• 关键词: スプライト; TLE; エルブス; ELF; VLF; FORMOSAT-2; ISUAL; 化学的効果

1989年に雷放電による中間圏大気の発光現象スプライトが発見されて以来、この10数年間に地上観測が続々と行われ、スプライトの他にも様々な過渡発光現象(TLE)が存在することが分かってきた。しかしこれまでの地上観測は限られた地点での観測であり、海上での観測もなかったことから、グローバルな発生分布を知ることができなかった。本研究では、2004年5月に打ち上げられたFORMOSAT-2衛星に搭載ISUAL観測器による雷放電発光現象のグローバル観測に基づき、TLE発生を支配する気象および雷雲活動条件と、発生機構の詳細を明らかにする。そのために、気象衛星データおよび地上ELF/VLF・光学観測データの解析結果や数値シミュレーションの結果を統合していく。平成18年度は、以下の成果が得られた。1.衛星による発光現象のグローバル観測とデータ解析:FORMOSAT-2衛星搭載のアレイフォトメータの機能と取得データを定期的にチェックし、良好な観測データを得た。それらを解析した結果、TLEの世界発生分および雷放電数に対する発生確率分布を世界で初めて明らかにした。2.ELF/VLF観測とデータ解析:世界4カ所(女川観測所、南極昭和基地、北極のキルナ、米国カリフォルニア州)に設置・運用しているELF観測網と国内のVLF受信機を運用し、得られたELF/VLFデータの解析を行った。特に、落雷位置決定精度の向上に努め、4倍以上の改善を達成した。またISUALデータと比較し、ELF波形からみたTLE発生条件について考察を行った。3.地上光学観測装置の開発:地上観測を充実させるために、主に光学観測装置の開発を進めた。4.数値シミュレーション:観測データの解析から得られる発光現象の発生条件をパラメータとして用い、TLEの時空間構造と化学的効果についてシミュレーションを行い、NOXの異常増加を初めて示した。

Among 1989 に thunder discharge に よ る sha-lu big 気 の 発 light phenomenon ス プ ラ イ ト が 発 see さ れ て since, こ の 10 years が 観 に the ground test 続 々 と line わ れ, ス プ ラ イ ト の he に も others 々 な transition 発 light phenomenon exists (TLE) が す る こ と が points か っ て き た. し か し こ れ ま で の ground 観 は measurement limit ら れ た site で の 観 measuring で あ り, maritime で の 観 measuring も な か っ た こ と か ら, グ ロ ー バ ル な 発 raw distributing を know る こ と が で き な か っ た. This study で は, in May 2004, hitting ち に げ ら れ た FORMOSAT - 2 satellite に carry ISUAL 観 sensor に よ る 発 light ray discharge phenomenon の グ ロ ー バ ル に 観 test base づ き, TLE 発 raw を dominate す る 気 like お よ び thundercloud と activity conditions, 発 institutions の detailed を Ming ら か に す る. そ の た め に, 気 satellite デ ー タ お よ び the ELF/VLF optical 観 measuring デ ー タ や の analytical results the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の results を integration し て い く. For the year Heisei 18, られた and the following が achievements が obtained られた. 1. Satellite に よ る 発 light phenomenon の グ ロ ー バ ル 観 measuring と デ ー タ analytic: FORMOSAT - 2 satellite の ア レ イ フ ォ ト メ ー タ の function と obtain デ ー タ を regular に チ ェ ッ ク し, good な 観 measuring デ ー タ を た. そ れ ら を parsing し た results, TLE の world 発 identify お よ び thunder discharge number に す seaborne る 発 born of probabilistic distribution を め the early で て Ming ら か に し た. 2. The ELF/VLF 観 measuring と デ ー タ analytic: world 4 カ (10 観, Antarctic showa base, by measuring the arctic の キ ル ナ, m カ リ フ ォ ル ニ ア state) に set, using し て い る ELF 観 survey of domestic の と VLF trusted machine を using し, ら れ た ELF/VLF デ ー タ の parsing line を っ た. Therefore, に, the accuracy of lightning location determination <s:1> is increased by に to め, and <s:1> is improved by more than four times を to achieve た. Youdaoplaceholder0 ISUALデ デ タと タと comparison of また, ELF waveform らみた らみた occurrence conditions of TLE に らみた て て investigation of を line った. 3. Development of ground-based optical 観 measurement devices <e:1> : ground-based 観 measurement を filling させるために, main に optical 観 measurement device <e:1> development を entering めた. 4. The numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン : 観 measuring デ ー タ の parsing か ら have ら れ る 発 light phenomenon の 発 living conditions を パ ラ メ ー タ と し て い, TLE の space structure と chemical services fruit に つ い て シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を い, NOX の exceptions raised early add を め て in し た.

项目成果

Characteristics of TLEs observed by ISUAL/AP onboard FORMOSAT-2

福尔摩沙二号 ISUAL/AP 观测到的 TLE 特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Eos Trans. AGU 87(52), Fall Meet. Suppl.
• 作者: Takahashi;Y.;et al.
• 通讯作者: et al.

Detection of sprites and elves from space through the 762.0 nm filter

通过 762.0 nm 滤光片从太空检测精灵和精灵

• 发表时间: 2006
• 期刊: Eos Trans. AGU 87(52), Fall Meet. Suppl
• 作者: Frey;H.;et al.
• 通讯作者: et al.

Seasonal variation of the CG-induced sprites and elves

CG 诱导的精灵和精灵的季节变化

• 发表时间: 2006
• 期刊: Eos Trans. AGU 87(52), Fall Meet. Suppl.
• 作者: Chen A.;et al.
• 通讯作者: et al.

Improvements in accuracy of ELF lightning geolocation system using ISUAL data

使用 ISUAL 数据提高 ELF 闪电地理定位系统的准确性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Eos Trans. AGU 87(52), Fall Meet. Suppl.
• 作者: Yoshida;A.;et al.
• 通讯作者: et al.