“雲をつかむ”ようなとは、漠然としていて捉えどころがないさまであるが、雲レーダーを用いれば、その雲の分布がはっきりと計測できる。

レーダーの受信電力は雨や雲など降水粒子の直径の６乗に比例する。代表的な雨滴の直径を２ミリメートル、雲粒の直径を５０マイクロメートル（マイクロは１００万分の１）とすると、雲粒の受信電力は雨滴の４０億分の１程度になるため、これまでの気象レーダーでは観測が難しかった。その一方で、レーダーの受信電力は、電波の波長の４乗に反比例するため、短い波長の電波を利用することで感度を改善できる。

しかしながら、短い波長の電波は、雨や雲などの水及び水蒸気による減衰が大きいというデメリットもある。トレードオフの結果、情報通信研究機構（ＮＩＣＴ）では波長３・２ミリメートルの電波を使用した雲レーダーの開発を１９９６年頃より開始した。

雲の観測により、降雨前の積雲から積乱雲への発達過程の解明が期待されている。また、温暖化予測の観点からは、地球規模の雲分布の把握が必要とされており、米国は衛星搭載雲レーダーによる観測を０６年に開始した。日本では、ＮＩＣＴと宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）が開発した鉛直速度計測ができる新たな雲レーダーを欧州と共同のＥａｒｔｈＣＡＲＥ（アースケア）衛星に搭載する計画で、２３年に観測開始予定である。

ＮＩＣＴは、この衛星搭載雲レーダーの観測データを検証するため、十分な感度を有するレーダーを開発した。感度を上げるためには、長時間の積分が必要であり、観測方向は鉛直上向き固定である。図は２１年５月２７日の豪雨時の小金井市上空の様子で、断面図ではなく、横軸は時間経過を示している。

最初は高度６キロメートルから１２キロメートルの断片的な巻雲であったのが、連続して厚みを増し、降雨となっている様子が見て取れる。激しい降雨時には減衰のため上空まで観測することができないが、それ以外は雲頂・雲底、雲の厚さなどが観測できている。また、低層にある小さい粒径の積雲なども観測が可能となった。

ＮＩＣＴは、このほかにも雲の空間分布を一度に把握できるフェーズドアレイ雲レーダーを開発しており、その応用が期待されている。近い将来“雲をつかむ”ことが可能になるかもしれない。

◇電磁波研究所・電磁波伝搬研究センター　リモートセンシング研究室　主任研究員　堀江宏昭
９０年電気通信大学院卒、同年通信総合研究所（現ＮＩＣＴ）入所。大学時代からレーダーリモートセンシングの研究を開始し、入所後も地球環境計測のための主に気象レーダーの研究・開発に従事する。