[M-TT05] New phase of GPS/GNSS application as an integrated earth observation system

[MTT05-P04] 視線遅延量を用いたGNSS観測点周囲の可降水量分布解析-手法と検証-

*小司 禎教¹、益子 渉¹、山内 洋¹、佐藤 英一¹ (1.気象研究所)

キーワード：GPS/GNSS気象学, メソスケール気象学, 衛星測位, 可降水量, 視線遅延量, 積雲対流

全球航法衛星システム(GNSS)観測点周囲の数kmスケールの可降水量(PWV)変動を推定する手法を提案する．この手法はGNSS解析で得られる天頂遅延量(ZTD)と，各衛星方向の視線遅延量(Slant Path Delay: SPD)を天頂方向の値に換算した時の差を利用する．この推定は，水蒸気勾配が指数関数的に高度とともに減少するとの仮定のもとに行われる．
　この手法を利用して，2012年5月6日，つくばに大きな被害をもたらしたF3竜巻の親雲の解析に適用した．この事例では，竜巻発生の1時間ほど前から，気象研究所C-バンド二重偏波レーダーで，反射因子差（Zdr）が強い，10 kmスケール程度の領域の存在を観測していた．高解像度数値シミュレーションでは，同様のスケールで強いPWV勾配が再現されている．国土地理院のGNSS電子基準点観測網は平均17 km間隔で配置されており，上記のような局地的なPWV勾配は解像できない．今回提案する手法では，強いPWV勾配と，その強化を表現できた．
この新手法の有効性を評価するため、水平解像度250mの非静力学モデルの結果を用い、SPDをシミュレートし、従来手法と新手法でPWVを解析した。モデル結果のPWVを真値として比較したところ、以下の知見が得られ、新手法の有効性を確認できた。
1.従来手法はRMSで0.5mmの誤差を生じさせる。
2.従来手法によるPWVを外挿し、観測点周囲のPWV推定値とすると、誤差は距離と共に増大し、1km離れると1.5mmに達する。
3.新しい手法では、低い仰角のSPDで推定したPWVほど、観測点から離れた場所での誤差が小さくなる。仰角15度の場合は観測点からSPDの方位角方向6kmの位置で1.5mm程度の誤差となる。