積乱雲監視を目的としたELF-VLF帯電磁界計測に基づいた雷観測システムの簡易化の検討

摘要

Main objective of this study is to examine simplification of electromagnetic measurement in ELF-VLF band to monitor thunderstorm activity. To detect lightning discharge, receivers in ELF-VLF band are installed with unprecedented density (about 30 km apart) to make detection sensitivity to be high. To reduce data size, sampling rate of our electromagnetic measurement is set as 100 kHz, which is relatively lower than that of recent lightning observation to monitor thunderstorm activity, and precision of geolocation becomes about 10 km. Additionally, electrostatic field is also measured to monitor temporal variation of charge separation and discharge in cloud. In this paper, observation result of thundercloud above Ebina City, Kanagawa, Japan on September 6th, 2014 is summarized. Initial result indicates that charge and discharge in cloud at the early stages of isolated thunderstorm could be detected by using radio observation in ELF-VLF band and electrostatic measurement. This result indicates that electromagnetic measurement in ELF-VLF band, which has been traditionally designed to monitor lightning activity on a synoptic scale, can be utilized to monitor thunderstorm whose horizontal scale is about 10 km and to decrease cost of lightning observation substantially.%本研究は，積乱雲監視を目的とした高感度な雷放電観 測の簡易化を検討するものである.雷観測の高感度化を 目的とし，長距離伝搬特性をもつELF帯およびVLF帯 の電磁界計測網を今までにない高密度（約30 km間隔） で首都圏に構築した.データ量削減を目的として電磁界 計測におけるサンプリングレートを100 kHzと比較的低 いものにし，雷観測の位置推定精度を10km程度とした. 加えて，積乱雲内における帯電と放電の時間的推移の把 握のため，電荷形成により生じる地上静電界計測を実施 した.本論文では2014年9月6日に神奈川県海老名市 上空で発生した積乱雲の観測事例を報告する.初期解析 の結果，ELF-VLF帯電磁界計測と地上静電界計測の併 用により，孤立した積乱雲の発生初期における雲内の帯 電と放電が確認された.本結果は，これまで総観規模の 雷活動監視に用いられてきたELF-VLF帯電磁界計測に よる積乱雲監視の有用性を示すとともに，観測コストの 大幅低減に資するものと考えられる.