静止気象衛星の赤外データは, 降水量を見積もるための有用な情報として長い間用いられてきた. しかし, たとえ同じ輝度温度であっても雲の発達段階はそれぞれ異なっているため, GPI (Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES)
Precipitation Index)等を適用して降水量を算出した場合,
瞬間値としてはかなりの誤差を生じていた.
本研究では, GMS (Geostationary
Meteorological Satellite)データから雲域を追跡して持続する`対流システム'を定義し, 発達・減衰の過程に伴う雲パラメータ(雲域内最小輝度温度, 雲域面積, 雲域端の輝度温度勾配)の平均時間プロファイルを調べた. さらに, システムの持続時間中にTRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)の観測が同時になされた事例を検出し, 降水との対応関係を調べた.
対象とした領域は, 東経90度から180度・南緯20度から北緯20度の海洋大陸及び西太平洋域である. 持続時間全体を通して他のシステムとの分裂・併合のない`単純な'システムでは, 領域や持続時間の違いに関わらず, 一般的な特徴は共通していた. 輝度温度は持続時間の初期に最小となるが, 雲域面積はその後も拡大し持続時間の中央時付近で最大となっていた. 雲域端の輝度温度勾配は持続時間の最初に最も大きく,
時間の経過とともに減少していた. 降水強度は, 輝度温度が最小となる時間か, それよりもむしろ前の時間で最大となっていた. 地表面の違いに関しては, 海岸域で鉛直的な発達が大きく, 陸域で水平的な拡大が顕著であることが分かった. 海域では鉛直的・水平的な発達ともに小さかった. 固体降水量及び降雨頂高度のプロファイルは, このような地表面間の違いを良く反映したものであった.次に, システムの発達・減衰過程に伴う雲域の拡大・縮小が雲分布にどう関わっているかを調べるために,システムの発生・消滅・分裂・併合位置の分布と雲域重心が存在する割合(以下center rate), 雲域に覆われている割合(以下cover rate)の分布を比較し, 雲分布が形成される要因を探った. 場所や時間によって優勢な雲域の大きさに差が生じ, center rateとcover rateの分布の違いとなって現れていた.日周変化を見ると, 日射によりシステムの発生に加え併合が増えるにつれて雲域面積が拡大し, cover rateの値が増加していた. その後, システムの弱まりとともに分裂が増加し, cover rateの値が減少していた. 陸域では分裂より併合が顕著であるため, cover rateの高い時間が夜間まで続く一方, 海域では分裂の割合が高く, cover rateは夕方以降急激に減少していた
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Rainfall estimation by infrared
observations is a popular method for a long time. Even though the black body
temperature (TBB) of each cloud system is the same, development stage might be
different. This difference is one of the reasons of error in infrared rainfall
estimation such as GPI (Geostationary Operational Environmental Satellite
(GOES) Precipitation Index) technique. In this study, cloud systems defined from GMS (Geostationary Meteorological
Satellite) were tracked, and their evolution were compared with cloud
parameters (minimum TBB within cloud, cloud area size, TBB gradient at cloud
edge). In addition, cloud systems which are observed by TRMM (Tropical Rainfall
Measuring Mission) were picked up, and the relationship with precipitation was investigated.
Maritime continent and western Pacific (90E-180E, 20S-20N) were analysis areas
and were divided into four regions: open ocean, coastal sea, coast and land.
Cloud systems which did not split from or
merge with other systems showed common features in spite of different life
times or the locations. While the minimum TBB appeared in the beginning of
their life times, cloud area was still expanding. At the time of the first
detection, the TBB gradient at edge was the maximum and decreased with time.
The rainfall rate was the maximum at the time of TBB minimum or earlier.
Vertical development was significant in coast, while remarkable horizontal
expansion appeared in land. Precipitation ice and the
storm height profile showed differences among each region.
Next, cloud distribution related to
development/decay process of cloud systems was investigated using the time and
position of occurrence, dissipation, split and merge. Difference between cloud
center distribution and cloud cover rate was characterized by the mean cloud
size in each location. The cover rate increase was associated with both system
occurrence and cloud expansion by merging. As systems weaken, split events
became frequent and it made cover rate decrease.
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