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情報通信研究機構(NICT) 電磁波研究所は9日、リモートセンシング研究室 川村誠治主任研究員らの研究チームが、地上デジタル放送の電波(地デジ放送波)を使った水蒸気量推定手法の開発に成功したことを発表した。この成果は8日、米国の専門誌「Radio Science」に掲載された。

今回の成果は、地デジ放送波の伝搬時間の変化を高精度(ピコ秒精度; 10-12秒)に測定することで、水蒸気量を推定する手法を提案し、ソフトウェア無線の技術を使って開発した測定装置を用いて成功したもの。NICT電磁波研究所のリモートセンシング研究室のレーダ技術、電磁環境研究室の放送技術及び時空標準研究室の周波数同期技術など、研究分野の異なる技術を連携させることによって実現したという。

NICTは、ゲリラ豪雨など局所的での激しい気象現象に対する防災・減災を目指し、フェーズドアレイ気象レーダなど雨を観測する技術の研究開発を進めているが、レーダーでは見えない水蒸気(雨のもと)を効果的に観測する手法が限られていた。電波は大気中の水蒸気量によって伝わる速度が変化するため、それを精密に測定することで水蒸気量を把握できる。今回、地デジ放送波の遅延プロファイルの位相から電波の伝搬遅延を求める手法を開発し、放送局や受信側の局部発振器の位相雑音の影響を相殺する手法を考案することで、高精度の伝搬遅延測定に成功したということだ。ソフトウェア無線の技術を用いて、小型で安価なリアルタイム測定装置を開発するとともに、実観測において地上気象観測結果と整合し、より細かい変動をとらえた水蒸気量観測結果を得ることができたという。

同システムなら地デジ放送波を受信するだけで計測でき、かつ時間分解能が高く、実利用でも1秒〜30秒程度ごとに水蒸気量を観測することが可能となる。従来のGPS/GNSS可降水量やマイクロ波放射計などを利用した水蒸気量観測は、いずれも鉛直方向に水蒸気を観測するものだが、新たに開発された手法は最も水蒸気の多い地表付近を水平方向に観測するため、鉛直方向の観測を補って気象予報の精度向上に役立つことが期待されている。

NICTでは今後、同手法の精度検証や気象予報の精度向上への寄与度合いの調査などを進めていくという。このたび開発されたシステムは「戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)・レジリエントな防災・減災機能の強化」の研究課題において関東域に多地点展開され、2年間にわたって関東地域を中心に実利用に向けた実証実験が行われる計画だという。

(早川厚志)