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ウィンドプロファイラ

ウィンドプロファイラの概要

ウィンドプロファイラは、「ウィンド(風)のプロファイル(横顔・輪郭・側面図)を描くもの」という意味の英語の合成語です。ウィンドプロファイラは、地上から上空に向けて電波を発射し、大気中の風の乱れなどによって散乱され戻ってくる電波を受信・処理することで、上空の風向・風速を測定します。地上に戻ってきた電波は、散乱した大気の流れに応じて周波数が変化しているので(ドップラー効果という)、発射した電波の周波数と受信した電波の周波数の違いから大気の動きがわかります。実際の観測では上空の5方向に電波を発射しているので、風の立体的な流れがわかります。

ウィンドプロファイラは、2001年4月に運用を開始し、現在全国に33か所あります。 各ウィンドプロファイラで得られた観測データは、気象庁本庁にある中央監視局に集められ、きめ細かな天気予報のもととなる数値予報などに利用されています。 この観測・処理システムは総称して「局地的気象監視システム」(略称:ウィンダス・WINDAS:WInd profiler Network and Data Acquisition System)と呼びます。

ウィンドプロファイラの観測原理の概要

ウィンドプロファイラの観測原理の概要

電波発射装置の外観 ウィンドプロファイラ観測局の例

ウィンドプロファイラ観測局の外観の例(上段は高松観測局、中段は左が留萌観測局、右が福井観測局、下段は左が尾鷲観測局、右が清水観測局)。 冬季に積雪の影響を受ける観測局では、測器全体をドームで覆っている。




ウィンドプロファイラのデータについて

ウィンドプロファイラは、上空の風を高度300m毎に、10分間隔で観測しています。観測データが得られる高度は、季節や天気などの気象条件によって変わりますが、 最大で12キロメートル程度までの上空の風向・風速を観測することができます。
雨が降っている場合、ウィンドプロファイラの観測するデータは雨粒の動きになります。これは、大気による電波の散乱より雨粒による散乱の方が強いためですが、 雨粒は風に流されているので、雨粒の動きから風向・風速が分かります。このときの鉛直方向の観測データは、雨粒の下降速度を捉えたものとなります。

ウィンドプロファイラが観測した各観測高度における風のようす(速報値)は、気象庁ホームページ(→ 最新データ表示)で見ることができます。


ホームページ上でのデータ表示   (→ 最新データ表示
グラフの種類 風向 風速 鉛直速度 表示例
地図表示(毎時)
風の吹いている方向を矢印で示します。 風の速さを色の違いで示します。 (なし) ホームページ上でのデータ表示 地図表示(毎時)
観測表
北、北北東、北東、東北東、東、東南東、南東、南南東、南、南南西、南西、西南西、西、西北西、北西、北北西の16方向で表します。
北東の風とは北東から吹いてくる風を言います。
水平面の風の速さを1m/s単位で表します。 (なし) ホームページ上でのデータ表示 観測表
時間-高度断面図
各高度における風向を矢印で表します。
真上を向いた矢印は南風です。
風の速さを矢印の長さで表します。 風の上下方向の速さ(上昇が正、下降が負)を色の違いで示します。 ホームページ上でのデータ表示 時間-高度断面図

地図表示や観測表の高度毎の風向・風速は、その高度に最も近い高さで観測した風のデータを表示しています。
時間-高度断面図の風のデータは、観測した高度を基点(矢印の根元)とする矢印で示しています。



ウィンドプロファイラ観測地点一覧

観測点一覧表
地点名 地点番号 所在地 緯度
(度分)
経度
(度分)
アンテナの
標高(m)
留萌(るもい)47406北海道留萌市 43°56.8′141°37.9′23
帯広(おびひろ)47417北海道帯広市 42°55.3′143°12.7′38
室蘭(むろらん)47423北海道室蘭市 42°19.4′140°58.2′3
宮古(みやこ)47585岩手県宮古市 39°38.8′141°58.0′43
酒田(さかた)47587山形県酒田市 38°54.5′139°50.6′3
仙台(せんだい)47590宮城県仙台市 38°15.7′140°53.8′39
若松(わかまつ)47570福島県会津若松市 37°29.3′139°54.6′212
高田(たかだ)47612新潟県上越市 37°06.4′138°14.8′13
福井(ふくい)47616福井県福井市 36°03.3′136°13.3′9
水戸(みと)47629茨城県水戸市 36°22.9′140°28.1′29
熊谷(くまがや)47626埼玉県熊谷市 36°09.0′139°22.8′30
勝浦(かつうら)47674千葉県勝浦市 35°09.0′140°18.7′12
八丈島(はちじょうじま)47678東京都八丈島八丈町 33°07.3′139°46.7′152
河口湖(かわぐちこ)47640山梨県南都留郡富士河口湖町 35°30.0′138°45.7′860
静岡(しずおか)47656静岡県静岡市 34°58.6′138°24.2′14
名古屋(なごや)47636愛知県名古屋市 35°10.1′136°57.9′51
尾鷲(おわせ)47663三重県尾鷲市 34°04.2′136°11.6′15
美浜(みはま)47795和歌山県日高郡美浜町 33°53.6′135°07.5′9
鳥取(とっとり)47746鳥取県鳥取市 35°31.9′134°12.0′6
浜田(はまだ)47755島根県浜田市 34°53.8′132°04.2′20
高松(たかまつ)47891香川県高松市 34°19.1′134°03.2′9
高知(こうち)47893高知県高知市 33°34.1′133°33.0′3
清水(しみず)47898高知県土佐清水市 32°43.4′133°00.6′31
厳原(いづはら)47800長崎県対馬市 34°09.2′129°13.4′130
平戸(ひらど)47805長崎県平戸市 33°21.6′129°33.1′58
大分(おおいた)47815大分県大分市 33°14.2′131°37.2′5
熊本(くまもと)47819熊本県熊本市 32°48.8′130°42.4′38
延岡(のべおか)47822宮崎県延岡市 32°34.9′131°39.5′19
市来(いちき)47848鹿児島県いちき串木野市 31°42.5′130°19.3′25
屋久島(やくしま)47836鹿児島県熊毛郡屋久島町 30°23.0′130°39.5′36
名瀬(なぜ)47909鹿児島県奄美市 28°22.8′129°29.7′3
南大東島(みなみだいとうじま)47945沖縄県島尻郡南大東村 25°49.8′131°13.7′16
与那国島(よなぐにじま)47912沖縄県八重山郡与那国町 24°28.0′123°00.6′30
(緯度、経度の値は世界測地系による)

ウィンドプロファイラ配置図

ウィンドプロファイラ観測網(平成26年4月現在)

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データの見方の例

・上空の気圧の尾根、気圧の谷の通過

ウィンドプロファイラのデータを用いて、上空の気圧の尾根や谷の通過を把握することができます。 上空の気圧の尾根が西から東へと通過するときは、北西よりであった風向が次第に南西よりに変わる様子が、また、 上空の気圧の谷が通過するときは、南西よりであった風向が次第に北西よりに変わる様子がわかります。

トラフ通過時のウィンドプロファイラのデータ(名瀬)
トラフ通過時の天気図

気圧の谷の通過をとらえた観測の例
上段:2015年6月28日13:00~19:00のウィンドプロファイラ名瀬局の観測データ 下段:2015年6月28日15:00の地上天気図


図左の凡例に示されている矢羽は、風が西から東向き(図の左から右向き)に吹くことを表しています。
矢羽の背景色は、暖色系が南から北向きに吹く風を、寒色系が北から南向きに吹く風を表しています。

・前線の通過

ウィンドプロファイラのデータを用いて、前線の通過や前線の立体構造を把握することができます。温暖前線が通過するときは、上空から地上にかけて次第に南よりの風に変わる様子が、また、寒冷前線が通過するときは、地上から上空にかけて次第に北よりの風に変わることがわかります。


寒冷前線面通過時のウィンドプロファイラのデータ(市来)

寒冷前線面通過時の天気図

寒冷前線面の通過をとらえた観測の例
上段:2015年5月12日0:00~24:00のウィンドプロファイラ市来局の観測データ 下段:2015年5月12日12:00の地上天気図


図左の凡例に示されている矢羽は、風が西から東向き(図の左から右向き)に吹くことを表しています。
矢羽の背景色は、暖色系が南から北向きに吹く風を、寒色系が北から南向きに吹く風を表しています。

・台風

ウィンドプロファイラのデータを用いて、台風の通過や、台風の位置や構造を把握することができます。風向が反時計回りに変わった場合は台風が観測局の東側を通過したことが、風向が時計回りに変わった場合は台風が観測局の西側を通過したことがわかります。また、台風が構造を保っているときは、地上付近から上空まで風向がほぼ同時に変わる様子が伺えますが、台風が上陸などして構造が崩れ始めると風向の変化するタイミングがずれるようになります。

台風通過時のウィンドプロファイラのデータ(高知) 台風通過時のウィンドプロファイラのデータ(高松)
台風通過時の天気図

台風の通過をとらえた観測データの例 
上段左:2015年7月16日21:00~7月17日03:00のウィンドプロファイラ高知局の観測データ
上段右:2015年7月17日02:00~08:00のウィンドプロファイラ高松局の観測データ  下段:2015年7月17日03:00の地上天気図



ウィンドプロファイラのデータについて

ウィンドプロファイラは大気が乾燥しているとデータを得にくくなります。また、得られたデータが正しいかどうか品質管理を行っています。つまり、データが表示されていないところは大気が乾燥しているか、もしくは品質管理によって正しい風ではないと判断したデータです。

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