CAMPR観測飛行計画案
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CAMPR観測飛行計画案. 航空機観測班会合@名大水圏研 on 2000 Dec. 4 (by Shinsuke Satoh) 科学技術振興事業団 戦略的基礎研究 「メソ対流系の構造と発生・発達のメカニズムの解明」 冬季日本海メソ対流系観測 -2001. 観測全体スケジュール <航空機班> B-200 [CAMPR] 1/8-2/1 ( 通信総研 ) 観測 20h ( 戦略 ) 、テスト 1h +観測 9h (CRL) ( 注 ) フライト毎にどちらの予算で飛ぶかはっきりさせること

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Presentation Transcript
CAMPR観測飛行計画案

航空機観測班会合@名大水圏研 on 2000 Dec. 4 (by Shinsuke Satoh)

科学技術振興事業団 戦略的基礎研究

「メソ対流系の構造と発生・発達のメカニズムの解明」

冬季日本海メソ対流系観測-2001

観測全体スケジュール

<航空機班>

B-200 [CAMPR] 1/8-2/1 (通信総研)

観測20h (戦略)、テスト1h+観測9h (CRL)

(注) フライト毎にどちらの予算で飛ぶかはっきりさせること

G-II [SPIDER+ PMSプローブ] 1/9-2/2、(通信総研、気象研)

  テスト1h (戦略)+観測20h (戦略)

CitationV [DropSonde]1月中? (名大水圏研)

ロシア航空機[プローブ?]1月後半?(北大低温研)、

ウラジオ<-->佐渡(3往復?)、4高度

<地上班:レーダ、ゾンデ、プロファイラー他>

全体としては、 1/12-1/19 & 1/25-2/01がIOP (集中Sonde観測)

January 2001 February 2001

Su Mo Tu We Th Fr Sa Su Mo Tu We Th Fr Sa

1 2 3 4 5 6 1 2 3

7 8 9 10 11 12 13 4 5 6 7 8 9 10

14 15 16 17 18 19 20 11 12 13 14 15 16 17

21 22 23 24 25 26 27 18 19 20 21 22 23 24

28 29 30 31 25 26 27 28

Japan Science and Technology Corporation - Core Research for Evolutional Science and Technology (JST-CREST)

Studies on structure and formation/development mechanisms of mesoscale convective systems

Original: Winter MCSs Observations over the Japan Sea -2001 (WMO over Japan Sea)

My suggestion: Winter MCSs Experiments over the Japan Sea -2001 (WinMEX-2001)


観測飛行スケジュール

前半: 1/8-1/17、新潟空港ベース、6~8フライト

  ・日本海沖合(新潟沖、能登半島沖)が中心

・実際にフライトする日数は4~7日程度

後半: 1/23-2/1、名古屋空港ベース、4~6フライト

・北陸沖、若狭湾、山陰沖(TRMM同期)が中心

・実際にフライトする日数は3~5日程度

戦略基礎 20時間: 2時間30分×8フライト

CRL 10時間: 2時間15分×4フライト

1時間×1フライト(テスト飛行)

花土弘 (1) 1/06-1/08 ( 3days): 地上試験、テスト飛行

(2) 1/23-2/01 (10days): 後半観測飛行

佐藤晋介 (1) 1/08-1/17 (10days): 前半観測飛行

(2) 1/23-2/01 (10days): 後半観測飛行

中川勝広 (1) 1/08-1/17 (10days): 前半観測飛行

  • 実際の予定スケジュール

  • 12/25(月) or 26(火): CAMPR機材搬出(鹿島→名古屋)

  • 1/4(木)、5(金): B200へCAMPR搭載 by 中日本

  • 1/6(土)、7(日)、8(月): 花土さんによる地上チェック、テストフライト

  • ・トラブルがなければ、1/8(月)から観測飛行が開始できる状態になり、

  • 後は天気次第で観測開始日を決定する。もし、トラブルがあったり

  • 引き継ぎが必要な場合は、必要で応じて佐藤が名古屋にすぐかけつける。

  • ・前半観測飛行(佐藤・中川)は、最早で1/8-17、最遅で1/13-22

  • ・後半観測飛行(佐藤・花土)は、最早で1/18-27、最遅で1/23-2/1

  • ・遅くとも、前半観測飛行は1/12(金)または13(土)までには始めなければいけない

  • ・できる限り、前半観測飛行で多くのフライトを行う (良い条件の時に沢山飛ぶ)


観測目的

(A1) Off-shore観測(日本海上の雪雲)

 ・ 日本海上沖合の雪雲の構造(気流構造を含む)

-沖合の雪雲のレーダ観測例はほとんどない

 ・ 寒気の吹き出しにともなう混合層と雪雲の発達過程

 ・ 海上における降水の生成と成長過程(雲物理)

(A2) Along-shore観測(平野部、山岳部の雪雲)

 ・ 海岸線や山岳で強められる降雪のメカニズム

 ・ 地上レーダでは見えない山岳降雪の構造

 ・ CAMPR-Dで算出される3D風速ベクトルの検証

(地上dual-Doopler観測結果との比較)

・ 地上レーダのキャリブレーション

(A3) G-II, CitationV, TRMMとの同時観測

・ 雲物理観測(降水粒子の形状、サイズ、落下姿勢)

・ CAMPRの偏波観測データとプローブ観測結果の比較

・ 雲粒子から雪片や霰への成長(using SPIDER data)

・ 雪雲に対するTRMM PR性能の検証

(Others)飛行コースや場所に依存しないもの

・ ATMOS-A設計開発に必要な雪雲観測データの収集

・ 雪雲に対するCAMPRの性能や可能性の検証

-IQモード観測(+FFT)で得られるドップラースペクトルによる

降水粒子落下速度分布から粒子形状・サイズ分布の推定

-偏波観測データ(アンテナ角60°程度のZDR、NadirのLDR, ρHV)


Campr
CAMPRの長所と短所

・ 海岸線から離れた沖合での観測が可能

→ 地上設置レーダでは観測不可能

・ 詳細な鉛直構造の観測が可能(Nadirのみ)

・ Dual-beam 観測で3次元風速場の算出が可能

→ ただしアルゴリズムが未完成、Nadir鉛直断面であればOK

・ 2重偏波観測が可能 (ZDR, LDR等)

・ データ収集部の改修によって高速データ転送

が可能になり、IQモード観測が現実的になる

→ ドップラースペクトル、ρHV(0)、φDP、 KDP

・ 1回の飛行時間は3時間以内、日中のみ

→ 雪雲の時間変化を観測することは困難

・ アンテナを大きく振っても狭いレンジでしか

観測できず、鉛直分解能も悪い

CAMPR-D主要緒元

送信周波数(波長) 13.8GHz (2.17 cm)

送信出力(送信管) 2 kW (TWTA)

PRF 2, 4, 8 kHz

パルス幅 0.5, 1.0, 2.0 μs

送信パルス H, V, HV, HHVV

アンテナビーム幅 6.2~7.1°

アンテナ走査角度 -60~+85 deg

アンテナ走査速度 0~17 deg/s

航空機巡航速度 62~128 m/s



観測飛行可能エリア

FIR

140E, 45N

135E, 40N

130E, 35N

飛行情報区(FIR)

防空識別圏(ADIZ)


99/01/09,03Z

99/01/07,03Z

99/01/08,00Z

99/01/08,03Z

Flight Simulation using GMS in Jan 1999

(4) Lモードの雲の横断観測. できる

 限り長く直線飛行を行えるコースを

選ぶ. 新潟から北北西へFIP境界

まで飛び、Lモード筋状雲の走向

(吹き出し方向)に直行するように

南西に飛んだ後、富山まで東進.

基本的にすべてNadir固定.

(1) 名古屋→新潟、日本海上のPolar low

の南北横断観測. FIP境界に沿った南西

向きパスは ±60 dual-mode、北向きと

東向きパスは IQ-mode Nadir、富山から

は海岸線から20 km 離れて±60 dual-

mode. 飛行高度はすべて8 km.

(2) Tモード筋状雲の観測. 新潟→上越

までは内陸を通って±60 偏波-mode.

Tモードの走向に直交するパスは

±60 dual-mode. FIPに沿ったパスは

Nadir IQ-mode 、日本海収束帯の

背の高い雲を通り過ぎたら南東へ、

Tモードの走向に沿った北東向きの

パスは±60 dual-mode. 途中の

寄り道はNadir dualでロール状対流

が見えるか? 後は±60 dual-mode.

(3) Tモード筋状雲と日本海収束帯の

観測. 午前中は積分モード中心だった

ので、午後はNadir IQ-mode中心と

する. 山陰沖から収束帯の背の高い

雪雲に沿って北陸内陸まで飛ぶ. 引き

返す際だけは、±60 dual-mode.

また、 B200が飛んだコースをG-IIに

連絡して、追い越すように飛んでもらう.

  飛行高度はすべて5 km.



観測体制・その他

地上支援・機材

・観測飛行中に、新潟空港から地上レーダエコーの位置やGMS

雲画像で発達したバンド雲の位置(できれば飛行コース)を指示

してくれる人を確保したい。名古屋空港も同様。

・ Dekita-kun専用 Win95 NotePC (CRL小金井で受信するデータを

PHSまたは通常電話回線によるネットワークで使用する). FAX?

・ 予備(1日2フライトの場合は2回目用)のCAMPRデータ収集用

new-NotePC(Let‘s note, portable CD-R付き).LANケーブル・ハブ

・ バックアップ用外付けHDD(30GB?、今回の改修でデータ転送が

5~10倍になるので、データ量見積もりの再チェックが必要)

・ 観測データチェック用(特にIQデータ)のLinuxPC (できればNotePC)

なければDesktop PC+液晶Display) + 8mm-Drive?

・予備のTWTA:1台 or 2台(故障時は名古屋に戻る方がBetter?)

→ 上記の機材は、すべてB200に積んで新潟空港に直接運ぶのが

Better.  荷物が多い場合は、中日本の新潟に行く整備の人に

コマーシャルラインを使ってもらう.

FDS/POS

・FDS: 機械式ジャイロ+ピトー管(0.1sec)、GPS(1sec)

・POS: 光ファイバージャイロ(50Hz)+Differential-GPS

・POSの再解析データ(2wayのDif-GPSを使って、50HzでGPS時刻、

緯度、経度、高度、北/東/下向き速度、ロール、ピッチ、ヘッド)

で、少なくとも積分データ(1/8000*256*2=0.064sec)のドップラーは

補正可能。IQデータ(8kHz)については要検討

→ 観測終了後なるべく早く、中日本に作ってもらう

その他必要なこと

・ 飛行コースを決めるグリッドマップ作成、地上レーダ等の位置

・ 新潟空港格納庫?でのPHS受信エリア/電話回線の確認.

・ 連絡網(緊急連絡先と経路を含む)、地上サイトの連絡先.

・ G-II(SPIDER, Probe)との連絡方法.


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