報告書番号

U89007

タイトル（和文）

船舶レーダを利用した波浪の波向き観測

タイトル（英文）

WAVE DIRECTION MEASURMENTS USING MARINE X BAND RADAR

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

船舶用レーダの画像には波峰線と思われる縞膜様が現れることから，その．縞膜様の方向から波向きを推定しようとする研究がなされている。しかし従来の研究では，写真撮影されたレーダ画像を介して解析を行っていたため，処理・解析に多くの労力と時間を必要とするばかりでなく，波向き以外の物理量とレーダ信号との関係を定量的に評価するのは困難であった。本研究では，船舶用Ｘバンドレーダの信号をデジタルデータに直接変換し，レーダの海面反射の特徴を検討した結果，Ｘバンドレーダは降雪の影響を受けること，レーダ受信信号強度と風速・波高との間に関係が有ることが明らかとなった。ついで，現地実測により得られた波の方向スペクトルとレーダ画像の波数スペクトルとを比較した結果，波浪場の代表的な周波数や波向きは船舶用Ｘバンドレーダを用いて十分評価可能であることが明らかとなった。

概要 （英文）

THE FACT THAT A MARINE RADAR REPORTS RETURNSFROM OCEAN WAVES HAS BEEN KNOWN AS SEA CLUTTER,AND IT IS POSSIBLE TO ESTIMATE WAVE DIRECTION FROM MARINE RADAR IMAGES. IN THIS STUDY,USING A X BAND MARINE RADAR AND THE DATA ACQUISITION SYSTEM WHICH DIGITIZE RADAR ECHO SIGNALS DIRECTLY WITH A A/D CONVERTER,WE MADE A FIELD OBSERVATION NEAR A COAST OF THE JAPAN SEA,AND RECORDED SPATIAL WAVE IMAGES WITHINA SEMICIRCLE OF 3.84KM DIAMETER. IN ADDITION TO THE RADAR OBSERVATION,WE SETTLED THE FIVE PAIRS OF WAVE GAUGES AND ELECTRO-MAGNETIC CURRENT METERS AT THE SEA BOTTOM OF 10 20M DEPTH. FIRSTLY,WE EXAMINED THE RELATIONSHIP BETWEEN RECEIVED POWER OF RADAR ECHO AND WIND SPEED OR WAVE HEIGHT. SECONDLY,TWO-DIMENSIONAL WAVE NUMBER SPECTRA OF RADAR IMAGES WERE CALCULATED BY 2D-FFT METHED,AND WERE COMPARED TO THE DIRECTIONAL SPECTRUM OF SEA WAVES WHICH ARE ESTIMATED BY EMLM(EXTENDED MAXIMUM LIKELIHOOD METHOD). THE RESULTS ARE FOLLOWS: (1)BY DIGITIZING RADAR ECHO DIRECTLY,WE CAN GET MORE CLEAR RADAR IMAGES THAN PHOTOGRAPHIC IMAGES. (2)WHEN ITIS SNOWING,THE RECEIVED POWER INCREASES BECAUSE OF THE SCATTERING FROMSNOW. (3)WHEN THERE IS NO WIND AND SEAWAVES ARE LIKE A SWELL,THE RECEIVED POWER EXTREMLY DECREASES. (4)A WAVE NUMBER AT WHICH WAVE NUMBER SPECTRUM OF RADA SHOWS A MAXIMUM VALUE HAS A GOOD AGREEMENT WITH THE MEAN WAVE DIRECTION AND WAVE FREQUENCY WHICH WERE ESTIMATED FROM THE DIRECTIONAL SPECTRUM OF SEA WAVES. (5)IT IS POSSIBLE TO APPLY THIS RADAR SYSTEM TO 2-COMPONENT WAVE FIELD OF WAVE DIRECTIONS.

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