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問2:気象レーダーで観測されるエコー
気象レーダーで観測されるエコーについて述べた次の文(a)~(d)の正誤について、下記の①~⑤の中から正しいものを1つ選べ。
(a) シークラッタは、海上の波しぶきなどに電波が当たって、降水のないところにエコーが現れる現象であり、強風時に発生しやすい。
(b)二重編波気象レーダーでは、電波を反射した物体の形状などを検出し、昆虫や鳥などによって生じる晴天時のエコーを降水と区別して除去することができる。
(c) 気象レーダーからの電波が通常の伝搬経路から外れて伝搬する、いわゆる異常伝搬の発生する具体的な気象条件として、高気圧圏内の空気の沈降や夜間の放射冷却、海陸風による温度の異なる空気の移流などが考えられる。
(d)気象レーダーの送波が巨大な発電用風車に当たると、風車およびその近傍の物体で散乱や反射が複数回生じる多重散乱が起き、偽エコーが発生することがある。

⑤ すべて正しい
電波が海上で波しぶきに当たって降水のないところに強いエコーが現れることがあり、これをシークラッタといいます。
シークラッタは、波しぶきの立ちやすい強風時に多く発生します。
(a) の「シークラッタは、海上の波しぶきなどに電波が当たって、降水のないところにエコーが現れる現象であり、強風時に発生しやすい。」は正しい!

シークラッタはデータの品質管理において、完全には取り除くことはできません。
昆虫や鳥などの晴天エコーは、降水では考えられない形状をしていてエコーの空間特性にもばらつきがあります。
そんなわけで効果的に除去可能。
よって(b)の「二重編波気象レーダーでは、電波を反射した物体の形状などを検出し、昆虫や鳥などによって生じる晴天時のエコーを降水と区別して除去することができる。」は正しい!

とはいえ風の情報などは有益なため、降水強度推定のプロダクトの中で除去します。
電波が通常の伝搬経路から外れて伝搬する具体的な気象条件として、高気圧内の下降気流や夜間の放射冷却、海陸風による温度の異なる空気の移流などが挙げられます。

これは空気が密度の違いによって、レンズのような働きをしてしまうからです。
よって(c) の「気象レーダーからの電波が通常の伝搬経路から外れて伝搬する、いわゆる異常伝搬の発生する具体的な気象条件として、高気圧圏内の空気の沈降や夜間の放射冷却、海風による温度の異なる空気の移流などが考えられる。」は正しい!
気象レーダーの電波が巨大な発電用風車に当たると、風車やその周辺の物体で多重散乱が起き、偽のエコー(虚偽エコー)が発生することがあります。
気象レーダーは、発射した電波が雨粒などに当たって跳ね返ってくるのを受信することで、雨の強さを観測します。
しかし、風車のような大きな金属製の物体が近くにある場合、以下の現象が起きます。
多重散乱のメカニズム
- 直接反射: レーダーから発射された電波が、まず風車のブレードや支柱に直接当たり、反射します。
- 多重散乱: 反射した電波が、近くにある別の物体(別の風車、建物、地面など)に再び当たって散乱し、その一部がレーダーに戻ってきます。
この多重散乱によって戻ってきた電波は、レーダーが本来の雨粒からの反射と区別できないため、実際には雨が降っていない場所に雨のエコーが発生しているように表示されてしまうことがあります。
風力発電施設が密集している地域では、このような多重散乱による虚偽エコーが観測に影響を与えることが知られています。
よって(d)の「気象レーダーの送波が巨大な発電用風車に当たると、風車およびその近傍の物体で散乱や反射が複数回生じる多重散乱が起き、エコーが発生することがある。」は正しい!
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(ちなみにプロフィールにも記載しておりますが、私・晴野(はれの)も、質問対応に参加しております。)