降雨の観測は広域の地球環境の理解、そして将来の環境対策を考える上で重要である。広域の降水観測は衛星に寄らざるを得ない。近年のマイクロ波電波技術の進展により、衛星搭載の降雨レーダが実現した。1997年11月に打ち上げられた熱帯降雨観測衛星（Tropical Rainfall Measuring Mission: TRMM）では14GHzの降雨レーダによる降水観測が行われている。このレーダからは降雨の鉛直構造が観測されるがその精度を十分に検討しなくてはならない。この精度検討の一つとして、海上の降雨の鏡像エコーを使用する方法がある。海面はレーダ電波のよい反射体であるため、海上の降雨を上空から観測すると降雨の直接エコーとともに鏡像エコーが生じる。直接エコーと鏡像エコーを比較すると、レーダ電波の降雨減衰量が推定できる。さらに降雨減衰量と降雨強度との関係を使って、レーダ降水強度推定を検定できる可能性がある。
この鏡像エコーの特性について検討した。まず陸上と海上の降雨エコーについて調べたところ、陸上では明らかに鏡像エコー強度は弱く、また直接エコーとの相関も悪いことが分かった。また海上の降雨エコーについては衛星直下視の場合には直接エコーと鏡像エコーとの相関は良いが、鉛直下方から数度離れただけで相関は顕著に悪くなることが分かった。これらを基礎として、海上の鉛直直下視のデータを中心に解析した。その結果、鏡像エコーには降雨内での電波伝搬に伴う減衰が顕著に認められること、直接エコーとの相関を理解するためには、海面の波などの海面状態の影響を考慮しなければならないことが分かった。さらにTRMM降雨レーダでは弱い鏡像エコーを十分捕らえるためには感度が十分ではなく、衛星搭載レーダの受信機雑音の影響も考慮しなければならないことが分かった。これらはエコー強度、受信機雑音などをとりいれたシミュレーションによっても確かめられた。
さらに、詳細な解析を行い、降雨システムが高くまで発達すると鏡像エコーが相対的に小さくなるという系統的傾向のあることが見出された。この結果は、レーダ電波の降雨減衰や、受信機雑音では説明できず、強い降水システムの存在する海面では強い海上風により海面が荒れている可能性が示唆された。
TRMMの後継計画が現在、全球降水観測計画（Global Precipitation Measurment: GPM）が検討されており、これには14/35GHzの2周波の降雨レーダの搭載が期待されている。この衛星搭載2周波レーダによる鏡像エコーの利用についても検討した。まず、想定されているレーダ仕様から鏡像エコーの検出可能性についてTRMM降雨レーダデータを用いたシミュレーションにより調べた。ついで、簡単なモデル計算によりその結果を確かめた。この結果、2周波レーダの仕様では、2周波の利用により鏡像エコーの検知範囲の拡大にはつながるが、2周波同時の鏡像エコー利用による降雨強度推定の検定には難があることが分かった。

The importance of release of latent heat by preciptiation in the earth's energy budget has long been recognized, but a lack of accuracy measurement of precipitation especially over the tropical oceans, where over two-thirds of the global precipitation falls, means that their representation is one of the major uncertainties in current climate models. Remote sensing techniques have made fread progress in recent years. Several satellikte based systems have shown potential for monitoring on the nevessary space and time scales. The Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) is a joint project between the United States and Japan. The first spacecraft designed to monitor rain over the tropics, was successfully launched from Tanegashima Space Center of Japan, on November 27, 1997. Because of the limitation of the antenna size, an attenuating frequency has to be selected in order to obtain adequate spatial resolution. Therefore, the attenuation correction has become very important for such a single attenuating wavelength radar. The mirror image return of precipitation, which is due to a double reflection involving energy reflected from the surface to the precipitation and back to the radar via a second reflection from the surface, has a potential to be used for attenuation correction. A 4-way intefrated precipitation attenuation could be estimated by comparing the direct image returns with their mirror image returns, and rain rate could be derived from estimated attenuation by using the K-R relationship.
In this study the mirror image characteristics were investigated using TRMM precipitation radar data and the following was found. 1) The radar can detect the mirror image clearly over the ocean. 2) The mirror image echo corresponds well to the direct rain echo at nadir and near nadir incidence angles. 3) In a weak rain region, mirror echo intensity is nearly proportional to the direct echo power except near noise level. 4) In the strong rain region, rain attenuation effect clearly appears. 5) The ration of the mirror echo power to the direct echo power is affected by the rain attenuation, which varies with the bright band height and the range of the target rain from surface. Because of the limitation of radar sensitivity, when the direct echo is smaller than 27 dBZ the mirror image echo will be contaminated by the noise. This result has been confirmed by a simple simulation result.
By comparing observed mirror image returns with that of estimated we found when measured mirror image returns are smaller than estimated ones the rain systems are deeply developed. This may be because that the deeply developed rainfall system are always accompanied by strong surface wind, and the strong surface wind will reduce the surface reflection properties.
Furthermore, the direct and the mirror returns for a 35-GHz radar are also estimated. A TRMM follow-on project, the Global Precipitation Measurment (GPM) mission has been proposed. A 14/35 GHz dual-wavelength radar is expected to be onboard the core satellite of the GPM. The mirror image detection at the 35 GHz is one of the issues in the discussion on the 35 GHz radar specifications. The estimation result shows that the mirror image returns detected by the Ka-band radar fall in a narrow range in both rainrate and height. However , by using a simple model calculated result shows that the virtue of the mirror image method of the Ka-band radar may reside in expanding the dynamic range of the MI method from 4-30 mm/h to 0.6-30 mm/h.