(57)【要約】【課題】鉛直降雨レーダーに対する較正を行って鉛直降雨レーダーの信頼度及び正確度を確保するための鉛直降雨レーダーの較正装置及び方法を提供する。【解決手段】 本発明による鉛直降雨レーダーの較正装置は、降雨強度値及び降雨測定値間の相関度を決定する相関度算出部と、前記降雨強度値に対する回帰式を算出し、前記回帰式の結果値を計算する回帰式算出部と、前記相関度及び前記結果値をもって前記最適な累積時間を決定する最適累積時間決定部と、前記雨雲事例をサンプリングする雨雲鉛直サンプリング部と、前記至近距離の補正された鉛直降雨レーダー及び風系による鉛直反射度を比較する鉛直反射度比較部と、前記最適値又は前記サンプリング及び比較結果値に基づいて、鉛直降雨レーダーの定数を補正するレーダー定数補正部と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正装置において、
降雨強度値及び降雨測定値間の相関度を決定する相関度算出部と、
前記降雨強度値に対する回帰式を算出し、前記回帰式の結果値を計算する回帰式算出部と、
前記相関度及び前記結果値をもって前記最適な累積時間を決定する最適累積時間決定部と、
前記雨雲事例をサンプリングする雨雲鉛直サンプリング部と、
前記至近距離の補正された鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）及び風系による鉛直反射度を比較する鉛直反射度比較部と、
前記最適値又は前記サンプリング及び比較結果値に基づいて、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の定数を補正するレーダー定数補正部と、
を備える鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正装置。
【請求項２】
前記降雨強度値を出力する鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）をさらに備える請求項１に記載の鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正装置。
【請求項３】
降雨量を測定して前記降雨測定値を出力する雨量計をさらに備える請求項１に記載の鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正装置。
【請求項４】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正方法において、
前記鉛直降雨レーダーからの降雨強度値及び雨量計からの降雨測定値間の相関度を決定する段階と、
前記降雨強度値に対する回帰式を算出し、前記回帰式の結果値を計算する段階と、
前記相関度及び前記結果値をもって前記最適な累積時間を決定する段階と、
前記最適値に基づいて、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の定数を補正する段階と、
を含む鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正方法。
【請求項５】
前記雨雲事例をサンプリングする段階と、
前記至近距離の補正された鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）及び風系による鉛直反射度を比較する段階と、
前記サンプリング及び比較結果値に基づいて、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の定数を補正する段階と、
をさらに含む請求項４に記載の鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較検証を用いた鉛直降雨レーダーの較正装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気象調節及び開発に当たって、雲及び降水の物理的な特性を理解することが必要である。雲−降水過程への取り組みが盛んに行われている中で、微細物理学的な特性を把握するために韓国唯一の雲物理観測システムである大関嶺雲物理観測システム（ＣＰＯＳ：Ｃｌｏｕｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を中心として様々な観測機器を構築して常時運用している。
【０００３】
また、遠隔降雨観測機器である鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ：Ｍｉｃｒｏ Ｒａｉｎ Ｒａｄａｒ）を用いた粒径分布及び鉛直降雨強度の変化は、人工降雨／降雪実験の検証及び大気中の下層を分析するのに用いられ、降雨量プロファイルを確認することができる。さらに、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）を用いた大気中の下層の降雨情報は、累積降水に対して降雨量として算出することができ、融解層を把握して種まき高度を判断する上で重要な役割を果たす。
【０００４】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）は、大気中に電磁気波（２４ＧＨｚ）を鉛直に放射して雲の内部にある水粒子によって反射されて戻ってくる信号を測定してレーダー反射度及び粒子の落下速度を観測する装備である。これらの２種類の情報を用いて、降雨強度、液体水含量（Ｌｉｑｕｉｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ、以下、ＬＷＣと称する。）、粒径分布（Ｄｒｏｐ Ｓｉｚｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ、以下、ＤＳＤと称する。）を算出することができる。
【０００５】
このような遠隔観測機器の場合、様々な気象要素及び自然環境に応じて次第に装備の老巧化が進み、鉛直電波の減衰の影響及びレーザー強さの損失によって誤差が生じる虞がある。このため、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の測定値を補正する必要がある。
【０００６】
鉛直降雨レーダーの測定値を補正するための従来の技術として、「レーダー降雨調節方法、これを行うための記録媒体及び装置」という名称の登録特許公報１０１５７１４３８２０１５年１１月２４日が挙げられる。同特許に開示されているレーダー降雨の調節方法は、地上雨量計降雨の強度からレーダー降雨強度の実際の誤差を算出する段階と、実際の誤差に対する空間的な相関性を有する有効半径を決定する段階と、実際の誤差及び有効半径を局地雨量計調整（Ｌｏｃａｌ Ｇａｕｇｅ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ:ＬＧＣ）方法に適用してレーダー降雨強度の調整誤差を算出する段階と、調整誤差を反映してレーダー降雨強度を調節する段階と、を含む。
【０００７】
従来の技術によれば、レーダー降雨観測値と雨量計降雨強度との間の実際の誤差を算定しているが故に、各観測地域の鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）を較正することを余儀なくされるという煩雑さがあった。なお、地上雨量計が存在しない場合、鉛直降雨レーダーを較正し難かった。
また、各観測地域ごとに設けられた観測機器を再び一箇所に集めて較正するのに時空間的な制約があり、観測するシステムに対する難点が存在する。
【０００８】
さらに、「ローカルゲージ補正を用いた降水量算出システム及びその方法」という名称の登録特許公報１０−１４２３２７８２０１４年７月１８日には、レーダーにおいて測定された降雨強度をローカルゲージ補正に適用して降水現象を補正するが、各観測地点の特性を反映することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＫＲ１０−１５７１４３８Ｂ（２０１５年１１月２４日）
【特許文献２】ＫＲ１０−１４２３２７８Ｂ（２０１４年７月１８日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述したような点に着目して創出されたものであって、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）に対する較正を行って鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の信頼度及び正確度を確保するための鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正装置及び方法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】
【００１１】
本発明の一実施例により、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正装置は、降雨強度値及び降雨測定値間の相関度を決定する相関度算出部と、前記降雨強度値に対する回帰式を算出し、前記回帰式の結果値を計算する回帰式算出部と、前記相関度及び前記結果値をもって前記最適な累積時間を決定する最適累積時間決定部と、前記雨雲事例をサンプリングする雨雲鉛直サンプリング部と、前記至近距離の補正された鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）及び風系による鉛直反射度を比較する鉛直反射度比較部と、前記最適値又は前記サンプリング及び比較結果値に基づいて、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の定数を補正するレーダー定数補正部と、を備える。
【００１２】
前記鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正装置は、前記降雨強度値を出力する鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）をさらに備えていてもよい。
【００１３】
前記鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正装置は、降雨量を測定して前記降雨測定値を出力する雨量計をさらに備えていてもよい。
【００１４】
本発明の他の実施例により、鉛直降雨レーダーの較正方法は、前記鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）からの降雨強度値及び雨量計からの降雨測定値間の相関度を決定する段階と、前記降雨強度値に対する回帰式を算出し、前記回帰式の結果値を計算する段階と、前記相関度及び前記結果値をもって前記最適な累積時間を決定する段階と、前記最適値に基づいて、鉛直降雨レーダーの定数を補正する段階と、を含む。
【００１５】
前記鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正方法は、前記雨雲事例をサンプリングする段階と、前記至近距離の補正された鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）及び風系による鉛直反射度を比較する段階と、前記サンプリング及び比較結果値に基づいて、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の定数を補正する段階と、をさらに含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上述した実施例によれば、各観測地域の降水雲事例に対して雨量計の存否による降水量資料及びより精度よい鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の観測資料を活用して最適化された関係式を決定して較正を行い、雲微細物理研究の資料として活用するのに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例による鉛直降雨レーダーの較正装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施例による鉛直降雨レーダーの較正方法の流れ図である。
【図３】鉛直降雨レーダーの較正方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、様々な変換を加えることができ、様々な実施例を有することができるが、特定の実施例を図面に例示し、詳細な説明に詳細に説明しようとする。本発明の効果及び特徴並びにこれらを達成する方法は、図面と結びつけて詳細に後述される実施例を参照すれば明らかになる筈である。しかしながら、本発明は、以下に開示される実施例に何等限定されるものではなく、様々な形態に具体化可能である。
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明し、図面を参照して説明するに当たって、同一の又は対応する構成要素には同じ図面符号を付し、これについての重複する説明は省略する。
【００２０】
本発明は、降水事例を選定して鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）降雨強度資料を用いて各観測地域に設けられた地上雨量計及び累積時間に対して相関度を求めて回帰式を用いて較正を行い、雨量計のない地域の場合、風系及び雨雲事例を適用して至近距離の鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）を用いて較正を行うための技術である。
図１は、本発明の一実施例による鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００のブロック構成図である。
【００２１】
図１を参照すると、本発明の一実施例による鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００には、鉛直降雨レーダー３０、雨量計２０及び鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００が配設されてもよい。
【００２２】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）３０は、大気中に電磁気波（２４ＧＨｚ）を鉛直に放射して雲の内部にある水粒子によって反射されて戻ってくる信号を測定してレーダー反射度及び粒子の落下速度を観測する装備である。これらの２種類の情報を用いて、降雨強度、液体水含量（Ｌｉｑｕｉｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ、以下、ＬＷＣと称する。）、粒径分布（Ｄｒｏｐ Ｓｉｚｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ、以下、ＤＳＤと称する。）を算出することができる。
【００２３】
雨量計２０は、各観測地域に構築されてもよい。雨量計としては、雨量観測用に用いられている降雨量計が挙げられ、降雨量計としては、伝導型降雨量計、貯水型降雨量計、ロードセル型降雨量計、重量式降雨量計などが挙げられ、これらの中で、測定し易く、且つ、信号を処理し易い伝導型雨量計が広く用いられている。雨量計２０は、伝導型雨量計（ｒａｉｎ ｇａｕｇｅ）であることが好ましい。伝導型雨量計２０は、雨水が溜まって伝導バケットを伝導させる回数を電気信号に切り換えて降雨量を測定する。降雨量は、０．１ｍｍ又は０．５ｍｍの単位で測定される。
【００２４】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）３０及び雨量計２０は、ネットワークを介して鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００に接続されてもよい。また、ネットワークの例として、ローカル領域ネットワーク（“ＬＡＮ”）及び広域ネットワーク（“ＷＡＮ”）、例えば、インターネットが挙げられる。ネットワークは、様々な有線又は無線プロトコール、例えば、イーサネット（イーサネットは登録商標である）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）、汎用直列バス（ＵＳＢ；Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、ファイアワイヤ（ＦＩＲＥＷＩＲＥ（登録商標））、グローバル移動通信システム（ＧＳＭ（ＧＳＭは登録商標である））；Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、強化されたデータＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ；Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、コード分割多重接続（ＣＤＭＡ；ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、時間分割多重接続（ＴＤＭＡ；ｔｉｍｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）、ブルーテゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標）)、Ｗｉ−Ｆｉ、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ；ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、Ｗｉ−ＭＡＸ又は任意のその他の好適な通信プロトコールをはじめとする任意の既知のネットワークプロトコールを用いて実現してもよい。
【００２５】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）３０及び雨量計２０がネットワークを介して鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００に接続されてもよく、直接的に又は他の手段を介して鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００に接続されてもよい。
【００２６】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、鉛直降雨レーダーから降雨強度値を受信し、雨量計から降雨測定値を受信する。前記降雨強度値は、前記鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）において測定された情報を基づいて取得可能である。前記鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）３０は、好ましくは、最下層を除く降雨強度値を提供する。
【００２７】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、前記降雨強度値及び前記降雨測定値間の相関度を決定する。鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、実際に測定された累積降雨量値に換算した鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の降雨強度及び相関度を表出してもよい。
【００２８】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、前記降雨強度値に対する回帰式を算出する。前記回帰式は、回帰分析のためのものであり、ある変数から他の変数値を予測するための方程式である。鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、算出された回帰式の結果値を計算する。
【００２９】
次いで、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、前記決定された相関度及び前記回帰式の結果値を降雨累積時間別に分類する。鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、例えば、降雨累積時間を１０分、２０分、３０分及び６０分にして分類を行ってもよい。鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、最適値Ｒ２を決定する。
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、決定された最適値を用いて鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）のレーダー定数を補正する。
【００３０】
一方、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００には、前記最適値を決定するために雨量計２０から降雨測定値が提供されるが、前記雨量計２０が測定地点に設けられていない場合もある。
【００３１】
すなわち、雨量計２０から降雨測定値が提供されなければ、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、雨雲事例をサンプリングし、至近距離の補正された鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）及び風系による鉛直反射度を比較する。鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、前記抽出した事例及び条件を適用して鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）のレーダー定数を補正する。
【００３２】
上述した本発明の動作を行うために、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、相関度算出部１１０、回帰式算出部１２０、最適累積時間決定部１３０、雨雲鉛直サンプリング部１４０、鉛直反射度比較部１５０及びレーダー定数補正部１６０を備える。
【００３３】
相関度算出部１１０は、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）３０から降雨強度値を受信し、雨量計２０から降雨測定値を受信し、前記降雨強度値及び前記降雨測定値間の相関度を決定する。相関度算出部１１０は、決定された相関度を最適累積時間決定部１３０に出力する。
【００３４】
回帰式算出部１２０は、前記降雨強度値に対する回帰式を算出し、算出された回帰式の結果値を計算する。回帰式算出部１２０は、算出された回帰式の結果値を計算して最適累積時間決定部１３０に出力する。
【００３５】
最適累積時間決定部１３０は、前記決定された相関度及び前記回帰式の結果値に分類する。最適累積時間決定部１３０は、例えば、降雨累積時間を１０分、２０分、３０分及び６０分にして分類を行ってもよい。最適累積時間決定部１３０は最適値Ｒ２を決定し、前記決定された最適値をレーダー定数補正部１６０に出力する。
レーダー定数補正部１６０は、決定された最適値を用いて鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）のレーダー定数を補正する。
【００３６】
一方、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００には、前記最適値を決定するために雨量計２０から降雨測定値が提供されるが、前記雨量計２０が測定地点に設けられていない場合もある。
【００３７】
この場合、雨雲鉛直サンプリング部１４０は雨雲事例をサンプリングし、鉛直反射度比較部１５０は、至近距離の補正された鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）及び風系による鉛直反射度を比較し、その結果値をレーダー定数補正部１６０に出力する。レーダー定数補正部１６０は、前記抽出した雨雲事例及び条件を適用して鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）のレーダー定数を補正する。
次いで、図２及び図３を参照して鉛直降雨レーダーの較正方法について説明する。
【００３８】
図２は、本発明の一実施例による鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正方法の流れ図であり、図３は、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の較正方法を説明するための図である。
【００３９】
まず、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、段階３１０において雨量計２０が当該観測地点に存在するか否かを判断する。雨量計２０が当該観測地点に存在すれば、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、段階３３０において鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）３０からの降雨強度値及び前記雨量計２０からの前記降雨測定値間の相関度を決定する。
【００４０】
次いで、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、段階３４０において前記降雨強度値に対する回帰式を算出し、算出された回帰式の結果値を計算する。
【００４１】
鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、段階３５０において前記決定された相関度及び前記回帰式の結果値をもって降雨最適累積時間を決定する。鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、段階３６０において決定された最適値を用いて鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）のレーダー定数を補正する。
【００４２】
一方、測定地点に設けられる鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、雨量計２０が段階３２０において雨雲事例をサンプリングする。また、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、段階３２５において至近距離の補正された鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）及び風系による鉛直反射度を比較した後、段階３６０に移行する。図４に示すように、雨雲事例及び風向は、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）の性能を左右することがある。
【００４３】
測定地点に設けられていない場合、鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）較正装置１００は、段階３６０において前記抽出した雨雲事例及び条件を適用して鉛直降雨レーダー（ＭＲＲ）のレーダー定数を補正する。
【００４４】
一方、本発明の詳細な説明の欄においては、添付図面によって参照される好適な実施例を中心として具体的に記述されたが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において種々に変形可能であるということはいうまでもない。よって、本発明の範囲は、説明された実施例に制限されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。
【図１】
2018063231.tif 000003
【図２】
2018063231.tif 000004
【図３】
2018063231.tif 000005