(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上空における観測領域を分割した各格子毎に得られる降雨強度分布データの過去から現在までの時系列データに基づいて、各格子毎の降雨移流ベクトルを演算する降雨移流ベクトル演算手段と、
前記各格子毎の降雨強度分布データを用いて各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算する降水粒子降下速度演算手段と、
該降水粒子降下速度演算手段の演算結果を用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する降水粒子降下時間演算手段と、
前記各格子毎の降雨移流ベクトルと降水粒子の平均降下時間とに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める水平方向移動量ベクトル演算手段と、
該水平方向移動量ベクトル演算手段により求められた水平方向移動量ベクトルと前記降雨強度分布の時系列データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を演算する地表降雨強度演算手段と、
を有することを特徴とする地表降雨演算装置。
【請求項２】
上空における観測領域を分割した各格子毎に得られる降雨強度分布データの過去から現在までの時系列データに基づいて、各格子毎の降雨移流ベクトルを演算する降雨移流ベクトル演算手段と、
３台以上のドップラーレーダを用いて得られた降水粒子の降下速度を入力する降下速度入力手段と、
該降下速度入力手段より入力される降水粒子の降下速度を用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算する降水粒子降下速度演算手段と、
該降水粒子降下速度演算手段の演算結果を用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する降水粒子降下時間演算手段と、
前記各格子毎の降雨移流ベクトルと降水粒子の平均降下時間とに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める水平方向移動量ベクトル演算手段と、
該水平方向移動量ベクトル演算手段により求められた水平方向移動量ベクトルと前記降雨強度分布の時系列データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を演算する地表降雨強度演算手段と、
を有することを特徴とする地表降雨演算装置。
【請求項３】
３台以上のドップラーレーダを用いて得られた降水粒子の移動速度データを入力し、該降水粒子の移動速度データにおける降水粒子の水平方向の移動速度を水平方向移動ベクトル演算手段へ出力すると共に、該降水粒子の移動速度データにおける降下方向の移動速度を降水粒子降下速度演算手段へ出力する移動速度出力部と、
該移動速度出力部より出力される降水粒子の水平方向の移動速度に基づいて、上空における観測領域を分割した各格子毎の降水粒子の水平方向移動ベクトルを求める前記水平方向移動ベクトル演算手段と、
該水平方向移動ベクトル演算手段の演算結果を時系列的に記憶する水平方向移動ベクトル記憶手段と、
前記移動速度出力部より出力される降水粒子の降下方向の移動速度に基づいて、前記各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算する前記降水粒子降下速度演算手段と、
該降水粒子降下速度演算手段の演算結果を用いて各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する降水粒子降下時間演算手段と、
前記水平方向移動ベクトル演算手段で求められる水平方向移動ベクトルと水平方向移動ベクトル記憶手段に記憶される水平方向移動ベクトルの時系列データと降水粒子降下時間演算手段で求められる降水粒子の平均降下時間とに基づいて、前記各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める水平方向移動量ベクトル演算手段と、
該水平方向移動量ベクトル演算手段により求められた水平方向移動量ベクトルと外部より入力され記憶される降雨強度分布の時系列データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を演算する地表降雨強度演算手段と、
を有することを特徴とする地表降雨演算装置。
【請求項４】
上空における観測領域を分割した各格子毎に得られる降雨強度分布データの過去から現在までの時系列データに基づいて、各格子毎の降雨移流ベクトルを演算する降雨移流ベクトル演算手段と、
該降雨移流ベクトル演算手段で求められた降雨移流ベクトルと現在の降雨強度分布データとに基づいて、将来の一定時間間隔毎の降雨強度を予測する降雨予測演算手段と、
該将来の一定時間間隔毎の降雨強度予測データを用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算する降水粒子降下速度演算手段と、
該降水粒子降下速度演算手段の演算結果を用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する降水粒子降下時間演算手段と、
前記各格子毎の降雨移流ベクトルと降水粒子の平均降下時間とに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める水平方向移動量ベクトル演算手段と、
該水平方向移動量ベクトル演算手段により求められた水平方向移動量ベクトルと前記降雨予測演算手段で求められた将来の一定時間間隔毎の降雨強度予測データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を予測する地表降雨強度演算手段と、
を有することを特徴とする地表降雨予測装置。
【請求項５】
コンピュータにおいて用いられたとき、
上空における観測領域を分割した各格子毎の降雨強度分布データに基づいて各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算し該演算結果を用いて各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算すると共に、前記降雨強度分布データの過去から現在までの時系列データに基づいて各格子毎の降雨移流ベクトルを演算する機能と、
該演算結果である前記各格子毎の降水粒子の平均降下時間と降雨移流ベクトルとに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める機能と、
該求めた水平方向移動量ベクトルと前記降雨強度分布の時系列データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を演算する機能と、
を実現するためのプログラムが記憶された前記コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【請求項６】
コンピュータにおいて用いられたとき、
上空における観測領域を分割した各格子毎の降雨強度分布の過去から現在までの時系列データに基づいて各格子毎の降雨移流ベクトルを演算する機能と、
３台以上のドップラーレーダを用いて得られた降水粒子の降下速度を入力する機能と、
該入力された降水粒子の降下速度に基づいて前記各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する機能と、
求められた前記各格子毎の降雨移流ベクトルと降水粒子の平均降下時間とに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める機能と、
該求められた水平方向移動量ベクトルと前記降雨強度分布の時系列データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を演算する機能と、
を実現するためのプログラムが記憶された前記コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【請求項７】
コンピュータにおいて用いられたとき、
３台以上のドップラーレーダを用いて得られた降水粒子の移動速度データを入力し、該降水粒子の移動速度データにおける降水粒子の水平方向の移動速度と降下方向の移動速度とを出力する機能と、
前記出力される降水粒子の水平方向の移動速度に基づいて、上空における観測領域を分割した各格子毎の降水粒子の水平方向移動ベクトルを求めて該移動ベクトルを時系列的に記憶すると共に、前記出力される降水粒子の降下方向の移動速度に基づいて各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算して該演算結果に基づいて降水粒子の平均降下時間を算出する機能と、
該求められた各格子毎の降水粒子の水平方向移動ベクトルの時系列データと降水粒子の平均降下速度とに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める機能と、
該求められた水平方向移動量ベクトルと前記各格子毎の降雨強度分布の時系列データに基づいて各格子毎の地表降雨強度を演算する機能と、
を実現するためのプログラムが記憶された前記コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【請求項８】
コンピュータにおいて用いられたとき、
上空における観測領域を分割した各格子毎の降雨強度分布の時系列データに基づいて、各格子毎の降雨移流ベクトルを演算する機能と、
求められた降雨移流ベクトルと現在の降雨強度分布データとに基づいて、将来の一定時間間隔毎の降雨強度を予測する機能と、
該将来の一定時間間隔毎の降雨強度予測データを用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算し、該演算結果を用いて各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する機能と、
前記各格子毎の降雨移流ベクトルと降水粒子の平均降下時間とに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める機能と、
該水平方向移動量ベクトルと前記将来の一定時間間隔毎の降雨強度予測データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を予測する機能と、
を実現するためのプログラムが記憶された前記コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上降雨演算装置、地上降雨予測装置、及び記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、雨量レーダ等を用いて局所的且つ短時間の降雨量を予測する短時間降雨予測に関して、様々な手法が提案または実用化されている。一般的に知られている代表的な手法に、雨域追跡法と移流方程式に基づく方法（以下、移流モデル法という）とがある。
【０００３】
まず、雨域追跡法について簡単に説明する。
雨域追跡法では、まず、降雨観測領域を複数格子に分割し、各格子毎に観測される連続する時系列降雨データを取得する。ここで入力されるデータは、各格子毎での単位時間当りの降雨量（降雨強度）に関するデータであり、ディジタルレーダ雨量計等の雨量観測手段によって観測されるものである。
【０００４】
次に、取得した時系列降雨データを、例えば予め設定される雨量の閾値に対する多少によって２値化し、時系列の雨域パターンを得る。続いて、ある時刻の雨域パターンを各方向・各距離に移動させた場合の、後の時刻の雨域パターンとの相互相関係数を計算する。そして、この相互相関係数の計算値が最大の値を示すときの雨域パターンの移動の方向・距離を、計算に使用した２つの雨域パターンの観測時刻の間における雨域の移動ベクトルとみなす。そして、雨域が将来もこの移動ベクトルに従って移動するものとして、上記取得した時系列降雨データを当該移動ベクトルに基づいて移動させることにより将来の降雨の移動予測データを生成する。
【０００５】
一方、移流モデル法では、まず上記雨域追跡法と同様に時系列の降雨データを取得し、このデータを用いて移流方程式のパラメータを線形最小二乗推定により算出する。これについて以下に詳細に説明する。
【０００６】
まず、位置（ｘ，ｙ）の観測格子点における時刻ｔの降雨強度をｚ（ｘ，ｙ，ｔ）とし、ｚの空間時間変化が以下の（１）式（移流方程式）で表わせるものとする。
【０００７】
∂z ／∂t ＋ｕ（∂z ／∂x ）＋ｖ（∂z ／∂y ）＝ｗ      ・・・（１）
（ｕ，ｖ）は移流ベクトル、ｗは発達衰弱項を表わす。ここで、
ｕ＝α1 ｘ＋α2 ｙ＋α3 
ｖ＝α4 ｘ＋α5 ｙ＋α6                                 ・・・（２）
ｗ＝α7 ｘ＋α8 ｙ＋α9 
と仮定し、式中の移流モデルパラメータα1 、・・・、α9 を、上記取得した時系列降雨分布データを用いて、以下に説明する線形最小二乗推定で求める。
【０００８】
まず、ｘ方向にΔｘ間隔、ｙ方向にΔｙ間隔でとったＭ×Ｎ個のそれぞれの格子点（ｘi ，ｙj ）、ｉ＝１、…、Ｍ、ｊ＝１、…、Ｎについて、時刻ｔk における移流方程式を差分化する。ここで、時間差分幅をΔｔとし、また、簡単のためにｚ（ｘi ，ｙj 、ｔk ）をｚijk と表すと、
（∂z ／∂t ）ijk ＝（ｚij(k+1) −ｚijk ）／Δｔ
（∂z ／∂x ）ijk ＝（ｚ(i+1)jk −ｚ(i-1)jk ）／２Δｘ    ・・・（３）
（∂z ／∂y ）ijk ＝（ｚi(j+1)k −ｚi(j-1)k ）／２Δｙ
と近似できる。尚、時刻ｔk+1 までのｚのデータは、前工程で入力されている既知の値とする。上記（３）式を（１）式に代入することにより、次式を得る。
【０００９】
（α1 ｘi ＋α2 ｙj ＋α3 ）（ｚ(i+1)jk −ｚ(i-1)jk ）／２Δｘ
＋（α4 ｘi ＋α5 ｙj ＋α6 ）（（ｚi(j+1)k −ｚi(j-1)k ）／２Δｙ
−（α7 ｘi ＋α8 ｙj ＋α9 ）
＝−（ｚij(k+1) −ｚijk ）／Δｔ−ｄij                  ・・・（４）
ここで、ｄijは、残差を表すために導入したものであって、この値はこれまでの仮定が正しければ本来ゼロになるべきものであり、よって、この残差の二乗和が最小になるようにα1 、…、α9 を定めるようにする。このためには
【００１０】
【数１】
0003773658.tif 000002
【００１１】
をα1 、…、α9 で偏微分して得られるα1 、…、α9 を未知数とする連立一次方程式を解けばよい。
以上の手順に従って移流モデルパラメータα1 、…、α9 を算出すると、次に、これら移流方程式のパラメータα1 、…、α9 を上記（２）式に代入することで、各観測格子毎の移流ベクトル（ｕ，ｖ）と発達衰弱項ｗとを算出する。
【００１２】
最後に、上記最初に取得した（最新の時刻の）時系列降雨データと、上述したように算出した移流ベクトル（ｕ，ｖ）と発達衰弱項ｗとに基づいて、各観測格子の将来の降雨強度を算出し、この算出データを総合して将来の雨域移動の予測データを作成する。
【００１３】
尚、移流モデル法については、例えば、「ディジタルレーダデータを利用した実時間降雨・流量予測システムの開発」（高棹琢馬、昭和６２年度科学研究費補助金（試験研究（１））研究成果報告書（昭和６３年３月））等に記載されている。
【００１４】
レーダ雨量計等により得られた降雨強度データを用いて近い将来の降雨量を予測する降雨量予測装置としては、従来、特開平８−３０４５６１号公報、特開平９−６１５４６号公報、特開平９−１８９７７３号公報等に記載の技術がある。
【００１５】
上記特開平８−３０４５６１号公報に記載の技術は、レーダにて観測を行っている複数の雨域に対して、降雨強度（Ｒｒ）と移動ベクトルとに基づいて、これら複数雨域の軌跡を過去数周期（観測周期）に逆のぼって求め該軌跡を曲線によって近似して最適な雨域（予測対象エリアに最も近いもの）から将来の降雨（雨域の移動先）を予測するものである。
【００１６】
特開平９−６１５４６号公報に記載の技術は、相関法、重心法、雨域追跡法等を用いて求めた過去から現在までの移動ベクトルより降雨域の移動軌跡を演算し、分類した（例えば５月頃だと春の降雨パターン分類となる）過去の降雨軌跡データの中で上記演算した移動軌跡に似ている軌跡を検索し、検索した降雨移動軌跡を用いて将来の移動軌跡を予測するものである。これにより、降雨域が大きいか、または１つであるか２つ以上であるか等の降雨の種類によらず、降雨量分布を的確に把握できるものである。また、山、川、谷等の地形因子も考慮した降雨量予測を可能にするものである。
【００１７】
特開平９−１８９７７３号公報に記載の技術は、降雨強度データを、複数しきい値でのランク分けしたり、面補間、面平均、時間平均したりして加工し、この降雨強度加工データを用いて降雨移動速度を演算することにより、降雨強度の変化が時間的あるいは空間的に大きい場合でも影響されないようにするものである。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来知られている方法では、上空の降雨強度観測値をそのまま地表降雨強度とする場合が多い。この為、降水粒子が地表に降下する間に風に流される等することで、降雨強度の観測値と地表での実測値との間に大きな誤差が入る場合があるという問題があった。
【００１９】
その為に、従来、この誤差を小さくするために、
（１）降雨強度観測値（レーダ雨量計データ）と地表降雨強度（地上雨量計データ）とから補正係数を求めておき、この補正係数を用いて、降雨強度観測値から地表降雨強度を演算する。
【００２０】
（２）雨域の特徴量（全降水量等）の時間的変化を数式モデル化し、そのモデルと降雨強度観測値より地表降雨強度とする。すなわち、雨域の特徴量は各時刻における補正係数であるので、この場合は時間的に変化させることにより精度を上げる。
等の手法が提案されている。
（参考文献；第５回環境システム自動計測制御国内ワークショップ論文集（１９９４）、「地上雨量計を使用したレーダ雨量補正技術」、吉田直行、中島芳彦、「レーダ雨量計の精度向上について」、山口高志  他）
しかしながら、これらの方法は、大きな雨域のマクロな情報により演算を行っているため、詳細な演算ができないという問題があった。
【００２１】
本発明の課題は、風等の影響により雨滴の落下地点にズレが発生する場合でも、より詳細に局地的な地上降雨強度を誤差が少なくなるように求めることができ更に近い将来の局地的な地上降雨強度を予測することができる地上降雨演算装置、地上降雨予測装置、及び記憶媒体を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の地表降雨演算装置は、上空における観測領域を分割した各格子毎に得られる降雨強度分布データの過去から現在までの時系列データに基づいて、各格子毎の降雨移流ベクトルを演算する降雨移流ベクトル演算手段と、前記各格子毎の降雨強度分布データを用いて各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算する降水粒子降下速度演算手段と、該降水粒子降下速度演算手段の演算結果を用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する降水粒子降下時間演算手段と、前記各格子毎の降雨移流ベクトルと降水粒子の平均降下時間とに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める水平方向移動量ベクトル演算手段と、該水平方向移動量ベクトル演算手段により求められた水平方向移動量ベクトルと前記降雨強度分布の時系列データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を演算する地表降雨強度演算手段とを有する。
【００２３】
本発明による第２の地表降雨演算装置は、上空における観測領域を分割した各格子毎に得られる降雨強度分布データの過去から現在までの時系列データに基づいて、各格子毎の降雨移流ベクトルを演算する降雨移流ベクトル演算手段と、降雨粒子の降下速度を入力する降下速度入力手段と、該降下速度入力手段より入力される降雨粒子の降下速度を用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算する降水粒子降下速度演算手段と、該降水粒子降下速度演算手段の演算結果を用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する降水粒子降下時間演算手段と、前記各格子毎の降雨移流ベクトルと降水粒子の平均降下時間とに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める水平方向移動量ベクトル演算手段と、該水平方向移動量ベクトル演算手段により求められた水平方向移動量ベクトルと前記降雨強度分布の時系列データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を演算する地表降雨強度演算手段とを有する。
【００２４】
本発明による第３の地表降雨演算装置は、降水粒子の移動速度データに基づいて、降水粒子の水平方向の移動速度と降下方向の移動速度を出力する移動速度出力部と、該移動速度出力部より出力される降水粒子の水平方向の移動速度に基づいて、上空における観測領域を分割した各格子毎の降水粒子の水平方向移動ベクトルを求める水平方向移動ベクトル演算手段と、該水平方向移動ベクトル演算手段の演算結果を時系列的に記憶する水平方向移動ベクトル記憶手段と、前記移動速度出力部より出力される降水粒子の降下方向の移動速度に基づいて、前記各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算する降水粒子降下速度演算手段と、該降水粒子降下速度演算手段の演算結果を用いて各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する降水粒子降下時間演算手段と、前記水平方向移動ベクトル演算手段で求められる水平方向移動ベクトルと水平方向移動ベクトル記憶手段に記憶される水平方向移動ベクトルの時系列データと降水粒子降下時間演算手段で求められる降水粒子の平均降下時間とに基づいて、前記各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める水平方向移動量ベクトル演算手段と、該水平方向移動量ベクトル演算手段により求められた水平方向移動量ベクトルと外部より入力され記憶される降雨強度分布の時系列データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を演算する地表降雨強度演算手段とを有する。
【００２６】
上記第１〜第３の各地表降雨演算装置によれば、風等の影響により雨滴の落下地点にズレが発生する場合でも、より詳細に局地的な地上降雨強度をより誤差が少なくなるように求めることができる。
【００２７】
また、上記第１〜第３の各地表降雨演算装置に対して、近い将来の降雨強度を予測する構成を付加することにより、近い将来の局地的な地上降雨強度を予測できるようになる。例えば、上記第１の地表降雨演算装置に基づいて、以下の地表降雨予測装置を実現できる。
【００２８】
本発明による地表降雨予測装置は、上空における観測領域を分割した各格子毎に得られる降雨強度分布データの過去から現在までの時系列データに基づいて、各格子毎の降雨移流ベクトルを演算する降雨移流ベクトル演算手段と、該降雨移流ベクトル演算手段で求められた降雨移流ベクトルと現在の降雨強度分布データとに基づいて、将来の一定時間間隔毎の降雨強度を予測する降雨予測演算手段と、該将来の一定時間間隔毎の降雨強度予測データを用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下速度を演算する降水粒子降下速度演算手段と、該降水粒子降下速度演算手段の演算結果を用いて前記各格子毎の降水粒子の平均降下時間を演算する降水粒子降下時間演算手段と、前記各格子毎の降雨移流ベクトルと降水粒子の平均降下時間とに基づいて、各格子毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める水平方向移動量ベクトル演算手段と、該水平方向移動量ベクトル演算手段により求められた水平方向移動量ベクトルと前記降雨予測演算手段で求められた将来の一定時間間隔毎の降雨強度予測データとに基づいて前記各格子毎の地表降雨強度を予測する地表降雨強度演算手段とを有する。
【００２９】
上記地表降雨予測装置によれば、風等の影響により雨滴の落下地点にズレが発生する場合でも、より詳細に局地的な地上降雨強度の近い将来の予測値をより誤差が少なくなるように求めることができる。
【００３０】
また、本発明は、上記地上降雨演算装置、地上降雨予測装置それ自体に限らず、コンピュータにより使用されたときに上記地上降雨演算装置、地上降雨予測装置の機能を実現させる為のプログラムが格納されたコンピュータ読出し可能な記録媒体（記憶媒体）として構成することもできる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、第１の実施例による地上降雨演算装置の機能ブロック図である。
【００３２】
図２は、観測領域及び地表面を複数の格子に分割するモデル概念図である。
まず、図２に示すように、一定時間間隔（例えば１０分間隔）で、上空におけるある観測領域を複数の格子（例えば２．５km×２．５kmのメッシュ）に分割する。これは、観測領域の水平方向をｘ−ｙ座標で表わし、その平面を略等間隔で格子状に分割しているものである。そして、各格子は、ある格子の位置がｘ方向でｉ番目、ｙ方向でｊ番目であるとき、その座標（ｉ、ｊ）を以て（ｉ、ｊ）格子と呼ぶものとする。
【００３３】
更に同図に示すように、上空の観測領域に対応する地表面（すなわち、真下の地表面）を、上空に対応させて複数の格子に分割する。
ここで、一例として、同図に示すように上空の観測領域における格子Ａと、この格子Ａの位置に対応する位置（すなわち真下の位置）にある地表面の格子Ｂがあるものとする。降水粒子の降下時間が、観測時間間隔と比べて無視できる程度の短時間である場合には、上空の格子Ａについて観測された降雨強度をそのまま地表面の格子Ｂの降雨強度とすることができる。一方、降水粒子の降下時間が、観測時間間隔と比べて無視できないものである場合には、本実施例による地上降雨演算処理を行う。ここで概略的に説明するならば、上記降水粒子の降下時間をＴd とし、この時間Ｔd の間に降水粒子が（風等に影響されて）水平方向に移動することにより、例えば同図の上空の格子Ｐが降水粒子が地表面の格子Ｂに降り注ぐとした場合、ある時刻における格子Ｐの降雨強度が、そのＴd 時間後の格子Ｂの降雨強度と見做すことができる。
【００３４】
これより、本実施例では、降水粒子が降下時間内に（地表に到達するまでに）水平方向にどれだけ移動するのかを示す水平方向移動量ベクトルを、降雨移流ベクトルを用いて推定することにより、地表面での各格子毎の降雨強度を推測する。詳細は、以下に説明する。
【００３５】
図１において、降雨強度入力部１０は、上空観測域における降雨強度情報を、降雨移流ベクトル演算部１２に渡すと共に、降雨強度記憶部１１に時系列データ（一定時間間隔毎に得られた過去から現在までの連続した複数の降雨強度情報）として記憶させる。また更に、上記降雨強度情報を、降雨粒子の降下速度演算部１４にも渡す。尚、上空観測領域における降雨強度情報は、雨量レーダ等による観測結果に基づいて得られる。
【００３６】
降雨移流ベクトル演算部１２は、上記降雨強度情報の時系列データ、ずなわち過去から現在までの時系列的に連続した降雨強度情報に基づいて、複数格子より成るある観測領域の降雨移流ベクトルを求める。この演算方法は、上述した従来の移流モデル法の説明で述べた方法である。
【００３７】
そして、降雨移流ベクトル演算部１２は、上記演算結果を降雨粒子の水平方向移動量ベクトル演算部１６に出力すると共に降雨移流ベクトル記憶部１３に記憶させる。
【００３８】
降下速度演算部１４は、降雨強度入力部１０より入力した降雨強度情報に基づいて、各格子毎の降雨強度より各格子毎の降水粒子の平均降下速度を推定する。これは、以下の関係式（５）を用いる。
【００３９】
降水粒子の平均降下速度＝ｆ（降雨強度）          ・・・（５）
上記関数ｆ（）は、３台以上のドップラーレーダーを用いて降下方向の降水粒子速度を求めて、各格子点における降雨強度の値を雨量レーダで観測し、その複数の観測点を求めて関数近似（例えば２次式）することにより求められる。
【００４０】
尚、ドップラーレーダーとは、波長λを持つ送信伝播の周波数の進行方向に、目標物が速度ｖで移動しているときには、反射電波の周波数のズレΔｆが、
Δｆ＝２ｖ／λ                                  ・・・（６）
で与えられることを用いて、粒子の移動速度を測定するレーダーである。
【００４１】
ここで、降下する雨滴の直径は、通常、１mm〜５mm程度であり、その降下過程において降下速度に比例した抵抗を受ける。その為、雨滴は、空気中ではほぼ一定の速度（４m／sec〜１０m／sec程度）で降下する。これより、雨滴の降下速度はほぼ一定であるものとしてもよい。
【００４２】
降水粒子の降下時間演算部１５は、雨量レーダが設置されている高さ（標高）とレーダービームの放射角度と雨量レーダの設置位置から各格子の領域までの距離とにより定まる各格子の観測域高度を求める。そして、各格子の観測域高度と地上の標高とから求まる降水粒子の降下距離と、上記降下速度演算部１４から入力する降水粒子の平均降下速度を用いて、以下の（７）式により降水粒子の平均降下時間を演算する。この演算は各格子毎に行う。
【００４３】
0003773658.tif 000003
降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部１６は、降雨移流ベクトル演算部１２で得られた観測領域の降雨移流ベクトルと、降下速度演算部１５で求められた降水粒子の平均降下時間Ｔave とに基づいて、降水粒子の平均的な水平方向移動量ベクトルを求める。
【００４４】
水平方向移動量ベクトル演算部１６の処理については、以下に図３を参照して詳細に説明する。尚、降雨強度情報と移流ベクトルは、別途、全領域で全て与えられているものとする。
【００４５】
図３は、水平方向移動量ベクトル演算部１６で実行される処理を説明する為のフローチャートである。
同図において、まず、該当する格子を（ｉ，ｊ）格子とし、この（ｉ，ｊ）格子の降水粒子の移動量ベクトルのｘ方向成分Ｔｘ（ｍ）、ｙ方向成分Ｔｙ（ｍ）として、それぞれに初期値０．０を与える。また、変数ｎに初期値０を与える（ステップＳ１）。
【００４６】
次に、（ｉ，ｊ）格子の平均降下時間Ｔｄ（sec）が、降雨強度観測の時間間隔Δｔ（sec ）より長いか否かを判定する（ステップＳ２）。
ＴｄがΔｔより長い場合には（ステップＳ２、ＹＥＳ）、まず、ｎ＝ｎ＋１として（ｉ，ｊ）格子のｎ回前の（よって最初は前回の観測時に得られた）降雨移流ベクトルを読み込み、以下の（８）式を計算する（ステップＳ３）。
【００４７】
ΔＴｘ＝ａ×Ｒｘ×Δｔ
ΔＴｙ＝ａ×Ｒｙ×Δｔ                          ・・・（８）
ここで、ａは、雨域の移流速度Ｒに対する降水粒子の移動速度の割合を表わすパラメータである。すなわち、
ａ＝移動速度の大きさ（ｍ／sec ）／移流速度の大きさ（ｍ／sec）
である。ａの値は、通常、０〜１である。
【００４８】
尚、ａの値は、一定値として与えるものであってもよいし、降雨強度の関数（ａ＝ｇ（降雨強度））としてもよい。一定値または関数ｇは、降水粒子の平均降下速度の場合と同様に、ドップラーレーダーの水平方向観測値を用いて予め求めることができる。
次に、ΔＴｘをｘ方向の格子間隔Δｘで割り、その商をｉ0 とする（但し、ｉ0 は整数とする。すなわち、小数点以下切り捨てにする）。ｙ方向についても、同様に、ｊ0 ＝ΔＴｙ÷Δｙ（小数点以下切り捨て）を計算する（ステップＳ４）。
【００４９】
そして、ｉ−ｉ0 を新たなｉとし、ｊ−ｊ0 を新たなｊとする。また、Ｔｘ＋ΔＴｘを新たなＴｘとし、Ｔｙ＋ΔＴｙを新たなＴｙとする。そして、Ｔｄ＝Ｔｄ−Δｔとして新たなＴｄを定めてから、ステップＳ２の処理に戻る（ステップＳ５）。
【００５０】
そして、再びステップＳ２の判定を行う。これより、（ｉ，ｊ）格子の平均降下時間Ｔｄ（sec ）が降雨強度観測を行う時間間隔Δｔ（sec ）の何倍の長さであるかによって決まる回数だけ、上述したステップＳ３〜Ｓ５の処理が繰り返される。
【００５１】
その後、上述したステップＳ３〜Ｓ５の処理が繰り返されることによって、ＴｄがΔｔより短くなると（あるいは最初からＴｄがΔｔより短い場合には）（ステップＳ２、ＮＯ）、次にステップＳ６の処理に移る。
【００５２】
ステップＳ６では、（ｉ，ｊ）格子のｎ回前の降雨移流ベクトルを読み込み、新たなＴｘ、Ｔｙを算出する。すなわち、
Ｒｘ；（ｉ，ｊ）格子のｎ回前の降雨移流ベクトルのｘ方向成分（ｍ／sec ）
Ｒｙ；（ｉ，ｊ）格子のｎ回前の降雨移流ベクトルのｙ方向成分（ｍ／sec ）
を読み込み、
Ｔｘ＝Ｔｘ＋ａ×Ｒｘ×Ｔｄ
Ｔｙ＝Ｔｙ＋ａ×Ｒｙ×Ｔｄ                      ・・・（９）
を算出する。
【００５３】
最後に、上記ステップＳ６の処理で求められたＴｘ、Ｔｙを、降水粒子の水平方向の移動量ベクトルのｘ成分、ｙ成分とするものとして、当該演算を終了する（ステップＳ７）。
【００５４】
再び図１において、地表降雨強度演算部１７は、水平方向移動量ベクトル演算部１６において上述したようにして得られた水平方向の移動量ベクトルＴｘ、Ｔｙと、降雨強度記憶部１１に記憶された降雨強度情報とを用いて、地表降雨強度を求める。
【００５５】
すなわち、まず、地表降雨強度を求めるべき地上の格子を（ｉ，ｊ）格子とし、この格子に対応する上空の格子を求める。例えば、図２を例にすると、地上のＢ点の格子の地表降雨強度を決定づける上空の格子はＰ点の格子であり、このＰ点の格子座標を求める。
【００５６】
これは、Ｔｘ÷Δｔの商ｉd （整数値、すなわち小数以下切り捨て）、Ｔｙ÷Δｔの商ｊd （整数値）を求めることにより、Ｐ点の格子座標（ｉ−ｉd ，ｊ−ｊd ）が求まる。
【００５７】
更に、Ｔｄ÷Δｔの商Ｎ（Ｎ；Ｏ，１，２，３，・・・）、余りδＴｄを求める。これより、Ｂ点における現在時刻の降雨強度は、Ｐ点におけるＮ回前（０回前の場合には現在の観測値となる）の観測データとＮ＋１回前の観測データの間の値であることが分かる。すなわち、Ｂ点の格子の現在時刻における地表降雨強度Ｆは、
Ｒ0 ＝Ｎ回前のＰ点（ｉ−ｉd ，ｊ−ｊd ）格子の降雨強度
Ｒ1 ＝Ｎ＋１回前のＰ点（ｉ−ｉd ，ｊ−ｊd ）格子の降雨強度
としたとき、
Ｆ＝｛（ΔＴ−δＴｄ）×Ｒ0 ＋δＴｄ×Ｒ1 ｝／Δｔ  ・・・（１０）
により求められる。
【００５８】
地表降雨強度出力部１８は、上記の様に地表降雨強度演算部１７により求められた地表降雨強度の値を出力する。
尚、上記（１０）式のような補完処理に限るものではなく、例えば観測時間により近いほうの降雨強度情報を採用し、その降雨強度の値を以て地表降雨強度とするようにしてもよい。すなわち、上記Ｎ回前とＮ＋１回前のどちらかより近いほうの観測データを用いるようにしてもよい。換言すれば、δＴｄ＜Δｔ／２の場合にはＮ回前の降雨強度情報を採用し、δＴｄ≧Δｔ／２の場合にはＮ＋１回前の降雨強度情報を採用するようにしてもよい。
【００５９】
次に、第２の実施例について説明する。
図４は、第２の実施例による地上降雨演算装置の機能ブロック図である。
同図において、図１におけるものと略同一のものについては同一符号を付しており、その説明は省略するものとする。
【００６０】
図４に示す第２の実施例の地上降雨演算装置では、降水粒子の降下速度演算部２１が、降水粒子の降下速度入力部２０より入力される降水粒子の降下速度データに基づいて演算を行う点で、第１の実施例と異なる。それ以外は、第１の実施例と略同様の処理を行う。
【００６１】
降水粒子の降下速度入力部２０は、３台以上のドップラーレーダーを用いて得られた各格子毎の降下方向の降水粒子速度を、降水粒子の降下速度演算部２１へ送る。
【００６２】
降水粒子の降下速度演算部２１では、送られてきた各格子毎の降下方向の降水粒子速度を以て対応する格子位置における平均降下速度とする。その際、観測値が得られなかった格子がある場合には、ある格子（例えば隣接する格子）の観測値を用いた内挿演算または外挿演算により求める。
【００６３】
上記のようにして得られた各格子点における平均降下速度は、降水粒子の降下時間演算部１５に送られる。
その他の処理は、上述した第１の実施例と略同様である。
【００６４】
次に、第３の実施例について説明する。
図５は、第３の実施例による地上降雨演算装置の機能ブロック図である。
同図において、図１におけるものと略同一のものについては同一符号を付してある。
【００６５】
降雨強度入力部１０では、雨量レーダで得られた上空観測域における降雨強度データを、降雨強度記憶部３０に送る。
降雨強度記憶部３０は、送られてきた降雨強度データを時系列的に記憶し、必要に応じて地表降雨強度演算部１７に出力する。
【００６６】
降水粒子の移動速度入力部３１は、３台以上のドップラーレーダーを用いて得られた降水粒子の移動速度に基づいて、降水粒子の水平方向の移動速度を降水粒子の水平方向移動ベクトル演算部３２に送ると共に、降水粒子の降下方向の移動速度を降水粒子の降下速度演算部３４に送る。
【００６７】
降水粒子の水平方向移動ベクトル演算部３２は、送られてきた降水粒子の水平方向（ｘ方向、ｙ方向）の移動速度を用いて、対応する各格子位置における水平方向移動ベクトルを求める。その際、観測値のない格子が存在する場合には、ある格子（例えば隣接する格子）の観測値を用いた内挿演算または外挿演算により求める。そして、得られた各格子毎の水平方向移動ベクトルを、降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部３５へ送ると共に、降水粒子の水平方向移動ベクトル記憶部３３に送る。
【００６８】
降水粒子の水平方向移動ベクトル記憶部３３では、送られてきた各格子毎の水平方向移動ベクトルを時系列的に記憶する。
降水粒子の降下速度演算部３４では、送られてきた各格子毎の降下方向の降水粒子速度を以て対応する格子位置における平均降下速度とする。その際、観測値が得られなかった格子がある場合には、ある格子（例えば隣接する格子）の観測値を用いた内挿演算または外挿演算により求める。
【００６９】
降下速度演算部３４で得られた各格子毎の平均降下速度は、降水粒子の降下時間演算部１５に送られる。降水粒子の降下時間演算部１５の処理は、上述した第１の実施例と略同様である。
【００７０】
降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部３５は、上記の様に水平方向移動ベクトル演算部３２で得られた各格子毎の水平方向移動ベクトル及び水平方向移動ベクトル記憶部３３に記憶されている各格子毎の水平方向移動ベクトルの時系列データと（すなわち過去から現在までの水平方向移動ベクトル）、降下時間演算部１５で得られた降水粒子の平均降下時間とを用いて、降水粒子の平均的な水平方向移動量ベクトルを、以下に説明する図６の処理により求める。
【００７１】
図６は、降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部３５の処理を説明する為のフローチャートである。尚、本処理では、降雨強度と降水粒子の水平方向移動ベクトルは、別途、全領域で全て与えられているものとする。また、“（ｉ，ｊ）格子”については、上記第１の実施例で説明した通りである。
【００７２】
同図において、まず、（ｉ，ｊ）格子の降水粒子移動量ベクトルのｘ方向成分Ｔｘ（ｍ）、ｙ方向成分Ｔｙ（ｍ）について、それぞれ初期値０．０を与える。また、変数ｎに初期値０を与える（ステップＳ１１）。
【００７３】
次に、（ｉ，ｊ）格子の平均降下時間Ｔｄ（sec ）が、降雨強度観測を行う時間間隔Δｔ（sec ）より長いか否かを判定する（ステップＳ１２）。
ＴｄがΔｔより長い場合には（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、まず、ｎ＝ｎ＋１として（ｉ，ｊ）格子のｎ回前の（よって最初は前回の観測時に得られた）水平方向移動ベクトルＱｘ、Ｑｙを読み込み、以下の（１１）式を計算する（ステップＳ１３）。
【００７４】
ΔＴｘ＝Ｑｘ×Δｔ
ΔＴｙ＝Ｑｙ×Δｔ                              ・・・（１１）
Ｑｘ；（ｉ，ｊ）格子の降水粒子の水平方向移動ベクトルのｘ方向成分（ｍ／sec ）
Ｑｙ；（ｉ，ｊ）格子の降水粒子の水平方向移動ベクトルのｙ方向成分（ｍ／sec ）
次に、ΔＴｘをｘ方向の格子間隔Δｘで割り、その商をｉ0 とする。但し、ｉ0 は整数とする。すなわち、ｉ0 ＝ΔＴｘ÷Δｘ（小数点以下切り捨て）とする。ｙ方向についても、同様に、ｊ0 ＝ΔＴｙ÷Δｙ（小数点以下切り捨て）を計算する（ステップＳ１４）。
【００７５】
そして、ｉ−ｉ0 を新たなｉとし、ｊ−ｊ0 を新たなｊとする。また、Ｔｘ＋ΔＴｘを新たなＴｘとし、Ｔｙ＋ΔＴｙを新たなＴｙとする。そして、Ｔｄ＝Ｔｄ−Δｔとして（ステップＳ１５）、ステップＳ１２の処理に戻る。
【００７６】
その後、（ｉ，ｊ）格子の平均降下時間Ｔｄ（sec ）が降雨強度観測の時間間隔Δｔ（sec ）の何倍の長さであるかによって決まる回数だけ、上述したステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が繰り返される。
【００７７】
そして、上述したステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が繰り返されることによってＴｄがΔｔより短くなると（あるいは最初からＴｄがΔｔより短い場合には）（ステップＳ１２、ＮＯ）、ステップＳ１６の処理に移る。すなわち、（ｉ，ｊ）格子のｎ回前の水平方向移動ベクトルＱｘ、Ｑｙを読み込み、以下の（１２）式によりＴｘ、Ｔｙを算出する（ステップＳ１６）。
【００７８】
Ｔｘ＝Ｔｘ＋Ｑｘ×Ｔｄ
Ｔｙ＝Ｔｙ＋Ｑｙ×Ｔｄ                          ・・・（１２）
最後に、上記ステップＳ１６の処理で求められたＴｘ、Ｔｙを、降水粒子の水平方向の移動量ベクトルのｘ成分、ｙ成分とするものとして、当該演算を終了する（ステップＳ１７）。
【００７９】
再び図５において、地表降雨強度演算部１７は、水平方向移動量ベクトル演算部３５において上述したようにして得られた水平方向の移動量ベクトルＴｘ、Ｔｙと、降雨強度記憶部３０に記憶された降雨強度情報とを用いて、地表降雨強度を求め、地表降雨強度出力部１８に出力する。
【００８０】
次に、参考例について説明する。図７は、参考例による地上降雨演算装置の機能ブロック図である。参考例では、風向／風速計により得られた上空観測域における風向、風速情報を用いる。
【００８１】
同図において、図１、図５におけるものと略同一のものについては同一符号を付してある。
降雨強度入力部１０では、雨量レーダで得られた上空観測域における降雨強度情報を、降雨強度記憶部３０と降水粒子の降下速度演算部１４に送る。
【００８２】
降雨強度記憶部３０は、送られてきた降雨強度情報を時系列的に記憶し、必要に応じて地表降雨強度演算部１７に出力する。
降水粒子の降下速度演算部１４及び降水粒子の降下時間演算部１５の処理は、第１の実施例で説明したものと略同様である。
【００８３】
風向／風速入力部４０は、風向／風速計により得られた上空観測域における風向、風速情報を、水平方向風移動ベクトル演算部４１に送る。
水平方向風移動ベクトル演算部４１は、送られてきた水平方向（ｘ方向、ｙ方向）の風向、風速データを用いて、対応する各格子位置における水平方向風移動ベクトルを求める。その際、観測値のない格子が存在する場合には、ある格子（例えば隣接する格子）の観測値を用いた内挿演算または外挿演算により求める。そして、得られた各格子毎の水平方向風移動ベクトルを、降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部４３へ送ると共に、水平方向風移動ベクトル記憶部４２に送る。
【００８４】
水平方向風移動ベクトル記憶部４２では、送られてきた各格子毎の水平方向風移動ベクトルを時系列的に記憶する。
降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部４３は、水平方向風移動ベクトル演算部４１で求められた観測領域の水平方向風移動ベクトル（または水平方向風移動ベクトル記憶部４２に時系列に記憶されている過去の水平方向風移動ベクトル）を用いて、降水粒子の平均的な水平方向移動量ベクトルを、以下に説明する図８の処理により求める。
【００８５】
図８は、水平方向移動量ベクトル演算部４３で実行される処理を説明する為のフローチャートである。尚、本処理において、降雨強度と水平方向風移動ベクトルは、全領域で全て与えられているものとする。また、“（ｉ，ｊ）格子”の意味は上述してある通りである。
【００８６】
同図において、まず、（ｉ，ｊ）格子の降水粒子移動量ベクトルのｘ方向成分Ｔｘ（ｍ）、ｙ方向成分Ｔｙ（ｍ）について、それぞれ初期値０．０を与える。また、変数ｎに初期値０を与える（ステップＳ２１）。
【００８７】
次に、（ｉ，ｊ）格子の平均降下時間Ｔｄ（sec）が、降雨強度観測を行う時間間隔Δｔ（sec）より長いか否かを判定する（ステップＳ２２）。
ＴｄがΔｔより長い場合には（ステップＳ２２、ＹＥＳ）、まず、ｎ＝ｎ＋１として（ｉ，ｊ）格子のｎ回前の（よって最初は前回の観測時に得られた）水平方向風移動ベクトルＳｘ、Ｓｙを読み込み、以下の（１３）式を計算する（ステップＳ２３）。
【００８８】
ΔＴｘ＝ｂ×Ｓｘ×Δｔ
ΔＴｙ＝ｂ×Ｓｙ×Δｔ                          ・・・（１３）
Ｓｘ；（ｉ，ｊ）格子の水平方向風移動ベクトルのｘ方向成分（ｍ／sec ）
Ｓｙ；（ｉ，ｊ）格子の水平方向風移動ベクトルのｙ方向成分（ｍ／sec ）
ここで、ｂは、風速に対する降水粒子の水平方向移動速度（移動量ベクトルの大きさ、すなわち移動距離を、移動時間で割ったもの）の割合を表わすパラメータである。すなわち、
0003773658.tif 000004
である。ｂの値は、通常、０〜１である。
【００８９】
尚、ｂの値は、一定値として与えるものであってもよいし、降雨強度の関数（ｂ＝ｇ（降雨強度））としてもよい。一定値または関数ｇは、降水粒子の平均降下速度の場合と同様に、ドップラーレーダーの水平方向観測値を用いて予め求めることができる。
【００９０】
次に、ΔＴｘをｘ方向の格子間隔Δｘで割り、その商をｉ0 とする。但し、ｉ0 は整数とする。すなわち、ｉ0 ＝ΔＴｘ÷Δｘ（小数点以下切り捨て）とする。ｙ方向についても、同様に、ｊ0 ＝ΔＴｙ÷Δｙ（小数点以下切り捨て）を計算する（ステップＳ２４）。
【００９１】
そして、ｉ−ｉ0 を新たなｉとし、ｊ−ｊ0 を新たなｊとする。また、Ｔｘ＋ΔＴｘを新たなＴｘとし、Ｔｙ＋ΔＴｙを新たなＴｙとする。そして、Ｔｄ＝Ｔｄ−Δｔとし（ステップＳ２５）、ステップＳ２２の処理に戻る。
【００９２】
その後は、（ｉ，ｊ）格子の平均降下時間Ｔｄ（sec ）が降雨強度観測を行う時間間隔Δｔ（sec ）の何倍の長さであるかによって決まる回数だけ、上述したステップＳ２３〜Ｓ２５の処理が繰り返される。
【００９３】
その後、上述したステップＳ２３〜Ｓ２５の処理が繰り返されることによって、ＴｄがΔｔより短くなると（あるいは最初からＴｄがΔｔより短い場合には）（ステップＳ２２、ＮＯ）、（ｉ，ｊ）格子の水平方向風移動ベクトルＳｘ、Ｓｙを読み込み、以下の（１４）式によりＴｘ、Ｔｙを算出する（ステップＳ２６）。
【００９４】
Ｔｘ＝Ｔｘ＋ｂ×Ｓｘ×Ｔｄ
Ｔｙ＝Ｔｙ＋ｂ×Ｓｙ×Ｔｄ                      ・・・（１４）
最後に、上記ステップＳ２６で求められたＴｘ、Ｔｙを、降水粒子の水平方向の移動量ベクトルのｘ成分、ｙ成分とするものとして、当該演算を終了する（ステップＳ２７）。
【００９５】
再び図７において、地表降雨強度演算部１７は、水平方向移動量ベクトル演算部４３において上述したようにして得られた水平方向の移動量ベクトルＴｘ、Ｔｙと、降雨強度記憶部３０に記憶された降雨強度情報とを用いて、地表降雨強度を求め、地表降雨強度出力部１８に出力する。
【００９６】
図９は、第４の実施例による地上降雨予測装置の機能ブロック図である。この実施例は、上述した第１〜第３の実施例による地上降雨演算装置に対して、降雨予測演算部５５を付加することにより、将来の地表降雨強度を予測する地上降雨予測装置を構成するものであり、第４の実施例では第１の実施例に対して降雨予測演算部５５を付加した構成の地上降雨予測装置を例にして説明するが、第２〜第３の実施例の地上降雨演算装置に対しても略同様にして地上降雨予測装置を実現できる。
【００９７】
すなわち、実施例２の地上降雨演算装置においては、降雨移流ベクトル演算部１２と水平方向移動量ベクトル演算部１６との間に降雨予測演算部５５に相当する構成を付加することにより、地上降雨予測装置を実現できる。同様に、実施例３の地上降雨演算装置においては、水平方向移動ベクトル演算部３２と水平方向移動量ベクトル演算部３５との間に降雨予測演算部５５に相当する構成を付加することにより、地上降雨予測装置を実現できる。
【００９８】
図９において、降雨移流ベクトル演算部５１は、降雨強度入力部１０から入力する現在の降雨強度情報と降雨強度記憶部５０に記憶されている過去の降雨強度情報の時系列データとに基づいて、降雨移流ベクトルを演算し、この演算結果を降雨移流ベクトル記憶部５２に格納させる。このとき、求めた移流ベクトルは以後変化しないものと仮定して、これを将来の時刻における降雨移流ベクトルとする。
【００９９】
降雨予測演算部５５は、移流ベクトル演算部５１で求められた現在の降雨移流ベクトルと、降雨強度記憶部５０に記憶される現在の降雨強度情報とに基づいて、将来の降雨予測を行い、この一定時間毎の予測結果を降雨強度記憶部５０に送る。尚、この将来の降雨予測演算については、本発明の出願人が以前出願している前出願「コンピュータによる降雨予測方法及び降雨予測プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」（９７Ｐ０１０１５）に記載の方法を用いるものとし、ここでは特に詳細には説明しない。
【０１００】
降水粒子の降下速度演算部５３は、上記降雨予測演算部５５による演算結果として降雨強度記憶部５０に記憶された将来の一定時間間隔毎の降雨強度の予測情報を用いて、将来の一定時間間隔毎の降水粒子の平均降下速度を求める。
【０１０１】
降水粒子の降下時間演算部５４は、上記降下速度演算部５３の演算結果に基づいて、将来の一定時間間隔毎の降水粒子の平均降下時間を、各格子毎に求める。
降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部５６は、上記の様に降雨移流ベクトル記憶部５２に格納された将来を含む降雨移流ベクトルと、降下時間演算部５４で求められた各格子毎の将来の一定時間間隔毎の降水粒子の平均降下時間とに基づいて、上述した第１の実施例の場合と略同様の処理を上記一定時間間隔毎に行うことにより、将来の一定時間間隔毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルを求める。
【０１０２】
地表降雨強度演算部５７は、上記の様に水平方向移動量ベクトル演算部５６で求められた将来の一定時間間隔毎の降水粒子の水平方向移動量ベクトルと、降雨強度記憶部５０に記憶された将来の一定時間間隔毎の降雨強度の予測情報とに基づいて、将来の一定時間間隔毎の地表降雨強度を求める。そして、演算結果を地表降雨強度出力部１８に出力する。
【０１０３】
本発明による地上降雨演算装置、地上降雨予測装置は、基本的には、情報処理装置等により上述した処理を実現する為のプログラムが記憶された記憶装置、記憶媒体等から当該プログラムを読み出して実行することにより実現される。
【０１０４】
図１０、図１１は、これら情報処理装置、記憶媒体の一例を示す図である。
図１０は、情報処理装置の構成の一例を示す図である。
同図において、情報処理装置６０は、ＣＰＵ６１、記憶部６２（可搬記憶媒体６２ａを含む）、メモリ６３、入出力部６４等より構成される。
【０１０５】
ＣＰＵ６１は、情報処理装置６０全体を制御する中央処理装置である。
記憶部６２は、少なくとも、上述した本発明の地上降雨演算装置、地上降雨予測装置の機能を実現するためのプログラムが記憶されているＨＤＤ等の記憶装置である。または記憶部６２は可搬記憶媒体６２ａとその駆動読み取り装置の組合せ（例えば、フロッピディスク（ＦＤ）とフロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ））であってもよい。可搬記憶媒体６２ａには上記ＦＤの他にＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード、ＤＶＤ、ＭＯ等がある。
【０１０６】
メモリ６３は、記憶部６２に格納されているプログラムを一時的に記憶し当該プログラムをＣＰＵ６１に実行させる為のＲＡＭ等である。尚、メモリ６３には、当該プログラムをＣＰＵ６１が実行中に生じる各種データ（中間結果データ等）を一時的に記憶する記憶領域も存在する。
【０１０７】
入出力部６４は、上述した各実施例において雨量レーダー等で得られた上空観測域における降雨強度データ、ドップラーレーダー等で得られたデータ等、外部より送られてくるデータを入力し、また上述した演算結果を出力する為の入出力インタフェースである。
【０１０８】
本発明は、地上降雨演算装置、地上降雨予測装置それ自体に限らず、コンピュータにより使用されたときに、上述した本発明の各実施形態の機能を実現させる為のプログラムが格納されたコンピュータ読出し可能な記録媒体（記憶媒体）として構成することもできる。
【０１０９】
この場合、「記録媒体」には、例えば図１１に示されるように、例えばＣＤ−ＲＯＭ７１、フロッピィーディスク７２（あるいはＭＯ、ＤＶＤ、リムーバブルハードディスク等であってもよい）等の可搬記憶媒体や、外部の装置７３（サーバ等）内の記憶手段（不図示）、あるいは上記情報処理装置６０内の記憶装置（ＲＡＭ／ＲＯＭ又はハードディスク等）が含まれる。
【０１１０】
図１１に示すように、本発明の装置及び方法を実現させるプログラムは、当該プログラムが格納されている外部の装置７３内の記憶手段（不図示）から、公衆回線、専用回線等の回線７５を介して、情報処理装置６０内の記憶装置にロードされるものであってもよいし、または当該プログラムが格納されているＣＤ−ＲＯＭ７１、フロッピーディスク７２等を、情報処理装置６０に設けられた（あるいは接続された）媒体駆動装置６０ａに挿入することで、これら可搬記憶媒体に記憶されているプログラム（データ）７１ａ、７２ａが、媒体駆動装置６０ａによって読み出されるものであってもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の地上降雨演算装置、地上降雨予測装置、及び記憶媒体によれば、風等の影響により上空と地上とで降雨状況にズレが生じる状況下においても、詳細且つ的確に局地的な地上降雨強度を求めることができ更に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施例による地上降雨演算装置の機能ブロック図である。
【図２】  観測領域及び地表面を複数の格子に分割するモデル図である。
【図３】  図１における水平方向移動量ベクトル演算部で実行される処理を説明する為のフローチャートである。
【図４】  第２の実施例による地上降雨演算装置の機能ブロック図である。
【図５】  第３の実施例による地上降雨演算装置の機能ブロック図である。
【図６】  図５における水平方向移動量ベクトル演算部で実行される処理を説明する為のフローチャートである。
【図７】  参考例による地上降雨演算装置の機能ブロック図である。
【図８】  図７における水平方向移動量ベクトル演算部で実行される処理を説明する為のフローチャートである。
【図９】  第４の実施例による地上降雨演算装置の機能ブロック図である。
【図１０】  各実施例の地上降雨演算装置を実現するハードウェア装置の構成の一例を示す図である。
【図１１】  各実施例の地上降雨演算装置の機能を実現するプログラムの適用方法の一例を示す図であり、特に当該プログラムを記憶した可搬記憶媒体の一例を示す。
【符号の説明】
１０  降雨強度入力部
１１  降雨強度記憶部
１２  降雨移流ベクトル演算部
１３  降雨移流ベクトル記憶部
１４  降水粒子の降下速度演算部
１５  降水粒子の降下時間演算部
１６  降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部
１７  地表降雨強度演算部
１８  地表降雨強度出力部
２０  降水粒子の降下速度入力部
２１  降水粒子の降下速度演算部
３１  降水粒子の移動速度入力部
３２  降水粒子の水平方向移動ベクトル演算部
３３  降水粒子の水平方向移動ベクトル記憶部
３４  降水粒子の降下速度演算部
３５  降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部
４０  風向、風速入力部
４１  水平方向風移動ベクトル演算部
４２  水平方向風移動ベクトル記憶部
４３  降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部
５０  降雨強度記憶部
５１  降雨移流ベクトル演算部
５２  降雨移流ベクトル記憶部
５３  降水粒子の降下速度演算部
５４  降水粒子の降下時間演算部
５５  降雨予測演算部
５６  降水粒子の水平方向移動量ベクトル演算部
５７  地表降雨強度演算部
６０  情報処理装置
６１  ＣＰＵ
６２  記憶部
６２ａ  可搬記憶媒体
６３  メモリ
６４  入出力部
７１  ＣＤ−ＲＯＭ
７１ａ  プログラム（データ）
７２  フロッピーディスク
７２ａ  プログラム（データ）
７３  （外部の）装置
【図１】
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【図２】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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