Transcript フェーズドアレイ気象レーダ：観測イメージ

フェーズドアレイ気象レーダの
データ利用技術の高度化
佐藤晋介、花土弘、川村誠治、村田健史（NICT）、治達人、
溝渕智子、遠藤輝（(株)セック）、牛尾知雄、嶋村重治、
円尾晃一（大阪大）、水谷文彦（東芝）、井口俊夫（NICT）
日本気象学会 2013年度秋季大会
2013年11月20日＠仙台国際センター
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はじめに
・ 積乱雲にともなう局地的大雨（ゲリラ豪雨）や竜巻・突風に
よる突発的・局所的災害の予測と軽減を目的として、東芝、
大阪大学、ＮＩＣＴはフェーズドアレイ気象レーダを開発した。
・ 革新的な時間分解能（10～30秒間の３次元観測）、空間
分解能（距離分解能100m、100仰角以上のデータ取得）
による観測データは降雨の詳細な３次元構造を捉えた。
・ 従来レーダに比べて100倍近いデータレートで生み出され
るビッグデータのリアルタイム処理、アーカイブデータ利用
には多くの問題がある。
パラボラアンテナによる
３次元立体観測
（15仰角 ⇒ ５分）
都賀川の鉄砲水（2008/7/28）
つくば市竜巻（2012/5/6）
１次元フェーズドアレイアンテナによる
３次元詳細観測（１１０仰角 ⇒ ３０秒）
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データ処理・利用システム
DBF処理後
IQデータ
（～１ Gbps）
データ
変換部
レーダ処理
後データ
（220 Mbps）
データ
蓄積部
（ＧＰＧＰＵ）
（220 Mbps）
HUB①
（220 Mbps）
（GbE)
空中線装置
阪大AP
サーバ
ＮＡＳ
（14．5TB)
ssh
RAID
（63TB)
RAID
（42TB)
オフライン
収集部
オフライン
処理部
DAS
（１２TB)
RAID
ssh
NICT
サイエンス
クラウド
ペタバイトストレージ（け
いはんな）
阪大
LAN
阪大NW
リアルタイム処理
データ公開
サーバ
（小金井）
データ
中継
サーバ
監視制御部
DBF処理前
IQデータ
（～6 Gbps）
阪大のJGN-X
アクセスポイント
(L2スイッチ)
L3
スイッチ
Private NW
データ解析
サーバ
（小金井）
JGN-X （NICT NW)
⇒ 実利用には必須、現場計算機でＱＬ画像を作成、
現状は観測終了後１分後にWeb画面更新
過去データの利用 ⇒ Webページから過去データに容易にアクセス
ビッグデータ ⇒ データ容量～２TB/日程度、 原則24時間運用、
NICTサイエンスクラウド（PBストレージ＠けいはんな）
容量オーバーのため無降雨時のデータ整理が必要！
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公開Ｗｅｂページ （http://pawr.nict.go.jp/）
過去データ
の利用も
重要！
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ＱＬ画像のグーグルマップス表示
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13JUL2013, 160010JST
Area of Rainfall in a radar observation range [%]
Averaged Rain Rate [mm/h], Maximum Rain Rate [x0.01 mm/hr]
平均降雨強度・最大降雨強度・降雨面積割合
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JST
16JUL2013, 053012JST
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3次元可視化画像のリアルタイム処理
18:51:20, 22July2012
17:36:16, 26July2012 17:38:16
17:40:16
３次元データの利活用
⇒ 鉛直断面表示（任意地点・移動方向のＲＨＩ），
エコー頂高度、鉛直積算雨水量（ＶＩＬ）、降水コア識別とトラッキング
３次元可視化のリアルタイム処理
⇒ 現状は30秒毎の３次元データの座標変換に約10分（1-CPU_core）、
一定方向の３次元レンダリングに約１分。
⇒ マルチコア利用の並列化(数10コア程度)とプログラム最適化で
実時間処理は可能と考えている。
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宇治豪雨 （2012/8/13, 20:00～8/14, 08:00）
琵琶湖
箕面
 京都
 宇治
六甲山
 神戸
大阪湾
 大阪
生駒山
 奈良
2012年08月13日夜8時から翌日朝8時までの１２時間の３次元降雨分布
を大阪の南上空から眺める（観測範囲半径60km，格子間隔 250m）．
20fps → 600倍速
地形（SRTM-DEM）は高さ方向に約２倍拡大.
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まとめ・今後の課題
 リアルタイムデータ処理で作成するＱＬ画像の
Web公開を開始した。30秒毎のデータを観測終了
後１分以内に公開。
 過去データの利用を容易にするために、日毎ＱＬ
画像一覧表示や降雨サマリーを作成。マウスク
リックで任意の時間を選択し、グーグルマップスに
よる拡大表示や連続表示（30秒／５分）を実現。
 現在、降雨サマリーに基づくデータ自動削除機能
の開発、およびリアルタイムを目指した３次元可視
化表示の高速化を実施中。
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