(57)【要約】【課題】  小型で、空間分解能が高く、高速走査によって地表面付近に発生する突風をピンポイントで探知することができる地上交通機関安全運行のための気象レーダーを用いた突風探知システムを提供する。【解決手段】  気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、１つの低い仰角のみでレーダーアンテナを短い時間間隔で走査し、地面付近領域をレーダーで監視し、高い空間分解能を有する小型ドップラー気象レーダー４により、地上交通機関の安全運行のための突風の探知を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの低い仰角のみでレーダーアンテナを短い時間間隔で走査し、地面付近領域をレーダーで監視し、高い空間分解能を有する小型ドップラー気象レーダーにより、地上交通機関の安全運行のための突風の探知を行うことを特徴とする気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システム。
【請求項２】
請求項１記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、前記時間間隔が１０秒から３０秒、前記地面付近の領域が地表から１０ｍから５００ｍ、前記空間分解能は３０ｍから１５０ｍであることを特徴とする気象レーダーを用いた鉄道安全運行用突風探知システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、地図上に竜巻の位置と強さを表示することを特徴とする気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システム。
【請求項４】
請求項１又は２記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、前記地上交通機関が鉄道交通機関であることを特徴とする気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システム。
【請求項５】
請求項４記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、前記鉄道交通機関の路線図上に危険度をカラーで表示することを特徴とする気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システム。
【請求項６】
請求項５記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、前記鉄道交通機関の路線図上に更に危険指数を数値で表示することを特徴とする気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気象レーダーを用いた突風探知システムに係り、特に、地上交通機関安全運行のための小型ドップラー気象レーダーによる突風探知システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、広域の雨風の分布を面的に連続してモニターできるドップラー気象レーダの実用化と普及が図られてきている（下記非特許文献１〜３参照）。
【０００３】
図６は従来の上空の渦パターンを気象レーダーを用いて探知する様子を示す模式図、図７はその１０分間隔の渦探知の様子を示す図である。
【０００４】
これらの図において、１０１は突風が起こる予兆といわれる上空の渦パターンであり、地上数〜１０ｋｍに存在する。１０２は上空の渦パターン１０１を探知する従来の気象レーダーである。
【０００５】
従来の気象レーダーを用いた突風探知システムでは、竜巻等突風そのものを探知するのではなく、竜巻等の親雲中にある上空の渦パターン１０１を探知している。そのため、上空の２−１０ｋｍの広い領域を気象レーダー１０２で監視する必要があり、複数の仰角で時間をかけてレーダーアンテナをスキャンするようにしており、時間解像度は低く、１０分間隔の探知となっていた。また、空間分解能は２５０ｍと粗くなっている。さらに、監視に用いる気象レーダー１０２は比較的大型になるＣバンド（波長５ｃｍ台）のドップラー気象レーダーを利用しているため、その設置には種々の制限があり、全国を１１〜２０箇所でカバーするようにしている。この探知結果は、竜巻等の突風が発生しやすいかどうかを一般社会に向けて発信するために利用されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】石原正仁，赤枝健治，鈴木修，「空港気象ドップラーレーダー」，気象研究ノート，２００，ｐｐ．１９７−２１６，２００１
【非特許文献２】“Ｔｅｒｍｉｎａｌ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｗｅａｔｈｅｒ  ｒａｄａｒ（ＴＤＷＲ）”，Ａ  ｂｒｉｅｆｉｎｇ  ｐａｐｅｒ，ＦＡＡ，ｐｐ. １８，１９８８
【非特許文献３】新野宏，「竜巻，天気」，５４，ｐｐ．９３３−９３６，２００７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記したように、従来のドップラー気象レーダーは大型であり、時間的解像度及び空間分解能が低いという問題点があった。また、上空の渦パターンを監視しているため、地表面付近に発生する突風を探知することができなかった。
【０００８】
さらには、レーダー画像を見て状況を判断できるのは、特定の専門家に限られているといった問題があった。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みて、小型で空間分解能が高く、高速走査によって地表面付近に発生する突風をピンポイントで探知することができる地上交通機関安全運行のための気象レーダーを用いた突風探知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、１つの低い仰角のみでレーダーアンテナを短い時間間隔で走査し、地面付近領域をレーダーで監視し、高い空間分解能を有する小型ドップラー気象レーダーにより、地上交通機関の安全運行のための突風の探知を行うことを特徴とする。
【００１１】
〔２〕上記〔１〕記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、前記時間間隔が１０秒から３０秒、前記地面付近の領域が地表から１０ｍから５００ｍ、前記空間分解能は３０ｍから１５０ｍであることを特徴とする。
【００１２】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、地図上に竜巻の位置と強さを表示することを特徴とする。
【００１３】
〔４〕上記〔１〕又は〔２〕記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、前記地上交通機関が鉄道交通機関であることを特徴とする。
【００１４】
〔５〕上記〔４〕記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、前記鉄道交通機関の路線図上に危険度をカラーで表示することを特徴とする。
【００１５】
〔６〕上記〔５〕記載の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムにおいて、前記鉄道交通機関の路線図上に更に危険指数を数値で表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、時間間隔が３０秒で、１つの低い仰角のみでレーダーアンテナを走査し、地面付近５００ｍ以下をレーダーで監視し、高い空間分解能７５ｍを有する小型ドップラー気象レーダーを用いることで、地表付近に発生する突風を短い時間間隔で監視・探知し、地上交通機関の安全運行のために提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る突風（竜巻）を小型ドップラー気象レーダーを用いて探知する様子を示す模式図である。
【図２】小型ドップラー気象レーダーによる３０秒間隔の竜巻探知と追跡の模様を示す図である。
【図３】本発明の実施例を示す小型ドップラー気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムの路線図上への情報表示例を示す模式図である。
【図４】本発明の実施例を示す小型ドップラー気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムの路線図上への危険指数の表示例を示す図である。
【図５】本発明の実施例を示す小型ドップラー気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムの探知された突風の経過情報を示す図である。
【図６】従来の上空の渦パターンを気象レーダーを用いて探知する様子を示す模式図である。
【図７】従来の１０分間隔の渦探知の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムは、１つの低い仰角のみでレーダーアンテナを走査し、地面付近領域をレーダーで監視し、高い空間分解能を有する小型ドップラー気象レーダーにより、地上交通機関の安全運行のための突風の探知を行う。
【実施例】
【００１９】
図１は本発明に係る突風（竜巻）を小型ドップラー気象レーダーを用いて探知する様子を示す模式図、図２は３０秒間隔の竜巻探知と追跡の模様を示す図である。
【００２０】
これらの図において、１は突風（竜巻）であり、地上から数１００ｍの領域で発生している。２は地上、３は地上を走行する地上交通機関としての鉄道列車、４は突風（竜巻）１を探知する小型ドップラー気象レーダーである。この小型ドップラー気象レーダー４は、３０秒の短い時間間隔で、１つの低い仰角のみでレーダーアンテナを走査し、地面付近数１００ｍの領域をレーダーで監視し、７５ｍの高い空間分解能を有している。上記した数値はこれに限定されるものではなく、例えば、短い時間間隔は１０秒から３０秒、地面付近の領域が地表から１０ｍから５００ｍ、空間分解能は３０ｍから１５０ｍとすることができる。
【００２１】
図３は本発明の実施例を示す小型ドップラー気象レーダーを用いた地上交通機関用突風探知システムの路線図上への情報表示例を示す模式図、図４はその路線図上への危険指数の実況表示例を示す図、図５は探知された突風の経過情報を示す図である。
【００２２】
図３において、１１は探知された突風の位置と強さを示しており、このように地図上で位置を示した表示と共に、図５に示すような時間経過に沿った突風の情報の表示も行う。また、実況画面である図３及び図４において、１２は路線を示しており、１３Ａは赤色で表示された危険度が高い区間であることの表示、１３Ｂは黄色で表示された注意を要する区間であることの表示、１３Ｃは緑色で表示された安全な区間であることの表示をしている。図４においては、さらに、各駅間の危険度を数値で示した危険指数１７Ａ〜１７Ｃも表示している。
【００２３】
なお、ここで、危険度について説明すると、現時点では、以下の〔Ａ〕と〔Ｂ〕となる。つまり、〔Ａ〕：渦そのものの危険度としては、（１）推定される最大風速値、（２）推定される渦の影響範囲（風速が閾値以上の領域）、（３）渦の成長率、（４）上記した（１）〜（３）と後述する〔Ｂ〕の（５）として挙げられる。〔Ｂ〕線路等の区間や地点の危険度としては、指定した時間帯内における、（１）その区間・地点で想定される最大風速推定値、（２）その区間・地点で想定される渦の影響時間推定値（風速が閾値以上の時間）、（３）風向・風速変化と線路等の方向から推定した、列車が受ける転倒モーメント等の推定値、（４）上記（１）〜（３）と上記した〔Ａ〕の（４）から計算される指数、（５）上記した〔Ｂ〕の（１）〜（３）に関する確率的な情報として挙げられる。
【００２４】
このように、小型ドップラー気象レーダーを用いて探知した突風情報から鉄道など地上交通機関への危険度を算出し、運行に必要な情報を表示・提供できるように構成した。
【００２５】
本発明では、突風が発生し被害をもたらすのが、地表付近であること、突風の寿命が短いこと、また、突風は規模が小さいことを念頭に、広域の雨風の分布を面的に連続してモニターできる小型ドップラー気象レーダーを用いて、地表付近の下層で高速スキャンし、細かい空間分解能でデータを処理するようにした。
【００２６】
また、従来の突風監視システムでは、レーダー画像を見て状況を判断できるのは特定の専門家に限られていたことから、突風を引き起こす独特なレーダーパターンを自動的に抽出し、その部分を画面に抜き出して表示するようにした。
【００２７】
このように、本発明は、地表付近の突風を引き起こす大気下層の特定のレーダーパターンを高頻度で観測して自動抽出することにより、列車等の地上交通機関に対して突風発生情報をリアルタイムに提供することができる。
【００２８】
このように構成することにより、突風を小型ドップラー気象レーダーで事前に探知し、その情報を即時提供することで、鉄道の安全運行に寄与することができる。また、危険な領域の道路を走行する車両へ交通規制を行うことで突風による交通事故の発生を防止することができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の気象レーダーを用いた突風探知システムは、地表面付近に起きる突風をピンポイントで探知し、地上交通機関の安全に寄与することができる突風探知システムとして利用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１    突風（竜巻）
２    地上
３    鉄道列車
４    小型ドップラー気象レーダー
１１    竜巻の位置と強さ
１２    路線
１３Ａ    危険度が高い区間であることの表示
１３Ｂ    注意を要する区間であることの表示
１３Ｃ    安全な区間であることの表示
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ    危険指数表示
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図２】
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【図７】
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