物理苦手でも気象予報士試験に合格したい！#46　レーダー観測　

こんにちは、まさごんです。
気象予報士試験の合格を目指すべく、日々の勉強内容を記録しています。

勉強内容

学科の勉強範囲を一周したため、ここからは過去問で間違えた問題で大事だと思ったものをピックアップしてまとめていきます。
使用している過去問は、気象予報士試験研究会が編集している、２０２２年度版の過去問です。

学習ポイント　レイリー散乱

今日は気象レーダー観測について復習します。
気象レーダーとは、簡単に言うと気象レーダーから電波を発射して、その雨が雨や雪などの降水粒子に当たって、跳ね返ってきたその電波の時間や強さから、降水が存在する場所までの距離や、降水の強さなどを観測することです。

実際の気象レーダーは下図のような見た目をしています。
衛星放送のパラボラアンテナを大きくしたような形です。実際にはこのアンテナはレドームという雨除けに守られて見えません。

福井気象台の気象レーダー

気象レーダーは降水強度を実際測っているいるのではなく、降水の強さはこのくらいのものなんだと要素を推定しています。気象レーダーの観測値と、アメダスの実測値をあわせた解析雨量というのが予報では使われています。

さて、気象レーダーの電波の特徴についてお話します。

気象レーダーは電波をパルス状に発射しています。下の図のように、電波を止める時間と発射する時間があり、止めている間に降水粒子から帰ってきた電波を受信します。受信と発信を繰り返しているのです。

パルス状

また気象レーダーの電波というのはマイクロ波という電磁波で、波長は３～１０ｃｍ、基本的に５ｃｍです。なぜこの電磁波を使うのでしょうか？

なぜなら気象レーダーは「レイリー散乱」の特性を生かしているからです！
散乱は試験で頻出する重要項目です。

レイリー散乱について復習すると、太陽光線が空気の粒など微粒子にぶつかると、いろんな方向（前後左右）に反射します。これを散乱というのです。
太陽光線というのは詳しくは電磁波で波打っているもので、その波長とぶつかる粒子の半径によって散乱は３種類に分類されます。

レイリー散乱とは、ぶつかる粒子の半径よりも波長のほうが大きい場合に発生します。この現象は、太陽光線に限らず気象レーダーのマイクロ波と降水粒子の間にも成り立つのです。

レイリー散乱の強度は波長の４乗に反比例します。
つまり波長が見時間ほど強く散乱されます。

気象レーダーの波長を短くすれば、楠井竜氏にぶつかりやすくなり制度は上がりますが、近くの降水粒子しか観測できないというデメリットもあります。精度がよすぎて、近くの降水粒子でほとんど電波が散乱されて減衰し、遠くの降水粒子まで電波が届かずに、観測できる距離（探知距離）が短くなってしまうのです。

そのため、気象レーダーでは基本的に５ｃｍを用いて、目的に応じて使用する波長を変えているそうです。

気づいたこと

毎日本当に寒くて、地面には氷が張っています。昨日は会社からの帰り道、盛大に滑りました。転びませんでしたが。
ありがとうございました。