ブライトバンドはなぜ細い環状?

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    • #24596 返信
      かにき
      ゲスト

      お世話になります、かにきです。

      層状性の雲で、高度2km付近に融解層が広く分布しているとします。このとき、なぜレーダに映るブライトバンドは、レーダを中心とする細い環状になるのでしょうか?

      環の内側や外側のの領域も同高度に融解層が広がっていると思いますが、なぜ反応しないのでしょうか?レーダーの観測範囲内で一面に強雨域のように映らない理由をご教授いただきたいです。

    • #24597 返信
      かにき
      ゲスト

      外側は減衰のために弱く映るためでしょうか?内側は仰角が高すぎて観測していない?

    • #24606 返信
      Prometheus
      ゲスト

      そのものズバリの解説が見当たらず「こう考えれば説明できるが……」という私の仮説を示します。誤りに気づかれた方があれば反証・修正頂けると幸いです。

      一般に気象レーダーでは仰角を持たせたアンテナを鉛直軸のまわりに回転させる観測を、仰角を変えながら複数回行うことで三次元の観測をしています。逆に言えば水平回転する間の仰角は固定されており、その間に観測可能な範囲はレーダーの場所を頂点とし軸が鉛直の円錐面になります。従って、特定の高度に融解層があれば、レーダーを中心とする円形の画像として捕捉されます。

      一方、一般なレーダー画像は、時間差を有する複数の円錐面に関する観測結果を合成したものになる訳で、これを平面上にまとめたレーダー画像は「同心円状に時間差のあるデータの合成」になります。仰角を変えながら一連の三次元観測を終えるのに5分~10分程度掛かるそうです。

      次が私の考察と言うか推測です。

      上空の降水が途中で融解するような気象条件は過渡的な場合もあると思いますが、だとすると特定の仰角の回転で融解が捉えられても、その前後の仰角の異なる(=時間差のある)回転での観測ではブライトバンドが薄くなったり現れなかったりするのではないでしょうか。そして、それらを合成したレーダー画像に現れるブライトバンドは円形になる……のでだと思います。

      なお、最近では複数の仰角を短時間(30秒~1分と言われている)に観測可能なフェーズドアレイ気象レーダーが開発されており、普及すればレーダー画像の上でのブライトバンドの様相も変わってくるかもしれません。

    • #24624 返信
      かにき
      ゲスト

      Prometheusさん、ご回答ありがとうございます。
      なるほどです。ある半径の観測をしている間でその高度にブライトバンドがあり、その他の半径では時間差で高度など状況が変わり顕著に現れない、ということですね。

      しかしブライトバンドの画像を調べていると下記のようなものも見つけました(画像うまく貼れてるかな・・・)
      下図によれば、5~10分より遥かに長い間、仙台レーダーからほぼ同じ半径のところにブライトバンドのエコーがあるように見えます。これはまた別の要因があるのでしょうか。テキストにはさも当然かのようにリング状のエコーになると書いてありますが、詳しく考えるとなかなか難しいですね、、、
      ブライトバンド

    • #24873 返信
      Prometheus
      ゲスト

      かにきさん、返信遅くなりました。

      融解層の持続時間が短いという仮定は自分でも怪しいと思いつつ書いてしまったのですが、特定の仰角をスキャンするためにレーダーが1回転する時間が1分程度なのでその間で消長するのはは疑わしいように思います(ごめんなさい)。

      別の見方として、融解層が水平の薄い層であると考えれば、鉛直に近い電波は融解層を透過する距離が短い分反射波が弱く、浅い角度で発射された電波の仰角が低くなると融解層を透過する実効距離は長くなるが、あまり水平に近いと地上に近い空域の経路が長くなり降雨エコーによる減衰が大きくなるのではないか・・・そのためブライトバンドの反射エコーは特定の角度で強くなる・・・。

      但し、この説明だと細い環状ではなく縁がぼやけそうにも思います。
      所詮推測に過ぎません・・・orz

      ともかく試験にはここまで細かい話は出題されないでしょうから、対策としては割り切りで「ブライトバンドは環状の強いとして観測される」と覚えておけば充分だとは思います。

    • #24876 返信
      かにき
      ゲスト

      ご回答ありがとうございますm(_ _)m
      まあ、初心者向けのテキストに載らないくらいには難しい話が絡む、ということかもしれないですね、、、

      観測場所が高度約2kmといっても、レーダーからの半径によって見ている高度が少しずつ違って、たまたまある半径付近のところで観測高度が融解層と同じになる、、、?とか色々考えましたが、結局調べても出てこず、確信は得られないので、ここは割り切ってそういうものだと考えることにします。

      試験とあまり関係の無い問題に付き合っていただいてありがとうございましたm(_ _)m

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