地上GPS全球リアルタイム解析と同化実験計画
(rev. 2008/09/11)
小司禎教
（気象研究所）
目的
・国外の水蒸気情報を用い、メソ予報に寄与 ・視線遅延量精度向上 ・東南アジアの予報に利用 ・全球モデルへの寄与Green: hourly providing station
Blue: Daily providing station
Red: Used in satellite clock offset analysis
発表内容
１. GPS全球リアルタイム解析について ・概要 ・精度比較 2. データ同化予備実験 ・2008年7月28日兵庫の大雨 3. まとめと今後についてIGS products
GPS Satellite Orbit and Clocks
Data
Latency
Ultra rapid
Realtime
4 hours
< 5cm
Rapid
17 hours
< 5cm
Final
< 5cm
Accuracy
Orbit
Accuracy
Clock
Predicted
half
〜10cm
〜 5ns
(150cm)
Analyzed
half
〜 0.2ns
(6cm)
0.1 ns
(3cm)
〜13days
< 0.1ns
(< 3cm)
Key point of Near Real Time analysis
is
to get accurate GPS satellite clock offset in NRT
Accuracy of GPS satellite clock in IGS Ultra-rapid orbit (IGU) is
insufficient.
IGS
International GNSS Serivice
・〜
Jan. 1, 1994
part of International Association
of Geodesy
・
Mission
provide high accuracy data and
products for GNSS in support of
Earth science research,
multidisciplinary applications,
and educations.
Feb. 2008
336 stations are active
Several IGS Tracking network sites
use H-maser atomic clock.
“USUD” IGS station (1993〜)
uses
H-maser
atomic clock
・
for LEO tracking
・
operated by JPL
USUD
Horizon
How to correct GPS satellite clock
under horizon ?
By forming data link using
both GPS satellite and
Expansion of analysis area (Japan → Global)
using IGS’s Global GPS network
Green: hourly providing station
Blue: Daily providing station
Red: Used in satellite clock offset analysis
IGS station “ntus” and Radio Sonde station
“48698” in Singapore
NTUS: Nanyang Technological University
48698: Changi
PWV time series at “NTUS”
Jul. 27-28, 2007
●
:
using IGS final orbit and clock (IGS)
××
×
×
：
using IGS ultra rapid orbit and clock (IGU)
ー
ー
ー
ー
: using IGS ultra rapid orbit and modified clock(IGUm)
PWV time series at “NTUS”
Jul. 22-31, 2007
●
:
using IGS final orbit and clock (IGS)
××
×
×
：
using IGS ultra rapid orbit and clock (IGU)
ー
ー
ー
ー
: using IGS ultra rapid orbit and modified clock(IGUm)
GPS NRT Analysis at MRI
●衛星時計解析（毎時）
●GEONETを用いたPWV解析（3時間毎）
●IGS全球解析（3時間毎：作成中）
●スケジュール
正時後
15分：IGSサイトから観測データ取得
30分頃：データ取得終了後、衛星時計解析開始
40〜50分：衛星時計解析終了
6時間：GEONET点解析開始
7時間30分：GEONET点解析終了
●衛星時計解析終了後すぐIGS解析を開始するよう
準備中
Flash flood at Toga-gawa, Jul. 28, 2008
気象庁HP「災害をもたらした気象事例」より
DA trial
07/26/18:00-07/28/00:00UTC, 2008
SHAO CHAN DAEJ SUWN YSSK tnml twtf bjfs osn2 GEONET: 約800点 空間密度20km間隔に間引き IGS： メソ解析領域内の９点。 うち5点（図中青字）は毎時データ取 得可能。 観測データと実験略称： ・CNTL: コンベンショナルデータ。 解析雨量。 衛星可降水量。 降水強度。 衛星風。 プロファイラ。 ドップラー動経風。 ・GEONET CNTLの同化データに国内GPSの PWVを同化。 ・GEONET_IGS さらにIGS９点からのPWVを同化。 GPS同化実験設定概要： ・同化期間 30時間（26/18-28/00UT) ・同化ウィンドウ 3時間。 解析予報サイクル。 ・PWV算出に必要なT,P GEONETは国内SYNOP利用 IGSは第一推定値を利用 ・観測誤差 GEONET,IGSとも5mm ・予報は静力学MSM10kmでFT18までPWV time series:
GPS
and 1st Guess
1st Guess
07/26/18:00-07/28/00:00UTC, 2008
SHAO CHAN DAEJ SUWN YSSK tnml twtf bjfs osn2 twtf tnml SHAO DAEJ SUWN YSSKInitial PWV field
00UTC, Jul. 28th, 2008
(a)CNTL (b) GEONET (c)GEONET_IGS
(c)-(b) (b)-(a) (c)-(a) ・GEONETを入れる(b)ことで中部山岳西部を中心に水蒸気増加。対馬海峡でも水蒸気増加 日本海には東西に帯状に連なる水蒸気減少域を解析。 ・IGS点を入れる(c)ことで朝鮮半島から伸びる二本の帯状に連なる水蒸気減少域の南側(図(b)-(a)の(2)）が 弱まり、若狭湾西方で水蒸気を増やして解析されている。 (1) (2)
Forecast
(1)
00UTC,
Jul.
28th,
2008
R-A CNTL GEONET _IGS FT0-3 FT3-6 FT6-9 FT9-12 GEONETForecast
(2)
18UTC,
Jul.
27th,
2008
R-A CNTL GEONET _IGS FT0-3 FT3-6 FT6-9 FT9-12 GEONETおまけ
5km NHM予報結果との比較
静力学 MSM(10km) NHM MSM(5km) 國井さんに実行し てもらいました。18
まとめ
まとめ
●地上GPS全球リアルタイム解析
システム作成中
衛星時計解析とGEONET解析は自動化済み
国外GPS点の解析は試験的実施
→結果良好
自動実行環境整備中
●GPSの同化実験
2008年7月28日兵庫の大雨に適用
(1)国内GPSを同化することで位置は北にずれてい
るが、大幅に雨の表現を改善
(2)国外GPSも同化することで降水の位置をより観
測に近づける効果が得られた。
今後
▲：Radio sonde site
●：IGS GPS site(hourly) ●:IGS GPS site(daily)
