竜巻の移動式レーダー観測

2009年6月5日、ワイオミング州ゴーシェン郡におけるフックエコーとそれに伴うメソサイクロンを捉えたDoppler on Wheelsレーダーループ。強いメソサイクロンは黄色と青色の隣接領域（他のレーダーでは鮮やかな赤色と緑色）として表示され、通常は竜巻が迫っている、または発生しつつあることを示します。

1900年代半ばから、移動式レーダー車両は学術研究や軍事研究に利用されるようになりました。1900年代後半には、大気現象の研究を目的として、移動式ドップラー気象レーダーが設計・開発されました。 [ 1 ]

歴史

移動式ドップラー気象レーダーは、 1900 年代後半に発明されて以来、数多くの科学研究プロジェクトや学術研究プロジェクトに使用されてきました。[ 1 ]気象研究者が直面していた問題の 1 つは、メソネットやその他の地上観測方法が、影響の大きい大気現象を正確に測定して研究するにはあまりにも遅く展開されていたことです。[ 1 ] 1993 年には、ロッキード P-3 オリオン航空機の上に搭載されたデュアルビーム レーダーで構成される、エレクトラ ドップラー レーダー (ELDORA) システムが開発されました。[ 2 ]このシステムは、地上レーダーでは測定できない大規模な嵐の特性を高解像度で測定できるように設計されました。[ 3 ] 1994 年から 1995 年にかけて、最初のDoppler on Wheelsが構築され、 VORTEX1プロジェクトの終了時に初めて展開されました。[ 1 ] Doppler on Wheels は、竜巻に関するいくつかの科学的進歩と理論をもたらしました。[ 1 ]また、Doppler on Wheels によって、「初の竜巻風マップ、軸方向の下降気流と舞い上がった瓦礫の測定、多重渦、風と被害の関係と地表計測の相互比較、地上 3～4 メートル (9.8～13.1 フィート) の低高度の風と低レベルの流入、3D 地上速度追跡表示 (GBVTD) ベクトル風場取得、さまざまな土地利用と地形での瓦礫の急速な進化、低気圧性/高気圧性の竜巻のペアの記録、複数の風場最大値と多重渦メソサイクロンを含む多様で複雑な竜巻風場構造の記録、渦度の下方伝播、および竜巻の強度と規模の広範な気候学による、被害調査で示されたよりもはるかに竜巻が激しく大きいことの定量的な解明」も実現しました。[ 1 ]

2011年、オクラホマ大学の研究教授であるハワード・ブルースタイン氏が率いるチームを率いて高速Xバンド偏波レーダー（RaXPol）を開発しました。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 2013年、研究者らはアメリカ気象学会に、RaXPolが開発された理由は「対流性嵐、マイクロバースト、ハリケーンの小規模な特徴、対流の発達過程など、急速に変化する気象現象を観測するための高速走査型気象レーダーの必要性が歴史を通じて十分に認識されていた」ためであると発表しました。[ 4 ]これには、1983年の国立大気研究センターによる出版物、[ 7 ] 2001年に発表された複数の科学者による研究、[ 8 ] 2012年に米国連邦政府によって発表された研究が含まれます。 [ 9 ]米国国防総省は、米国海軍で使用される予定の新型移動式レーダーの開発に、オクラホマ大学に500万ドル（2019年米ドル）以上を提供しました。[ 10 ]

2023年、オクラホマ大学は国立暴風雨研究所と共同で、史上初の完全デジタル移動型フェーズドアレイレーダー（HORUS）を開発・配備した。[ 11 ] [ 12 ]

注目すべき観察事項のリスト

過去数十年にわたり、様々な移動型レーダーによって数多くの竜巻が観測されてきました。しかし、学術研究に用いられ、その後出版されるのは、最も注目すべきものだけです。[ 13 ]以下は、移動型レーダーによって観測された既知の竜巻の一覧です。

1990～1999年

公式評価 日付 位置 最小ピーク風速 最大ピーク風速 確認された最高風速
F4 1991年4月26日オクラホマ州セレス時速268マイル（431キロメートル） 時速280マイル（450キロメートル） 時速280マイル（450キロメートル）
ハワード・ブルースタイン率いるオクラホマ大学の追跡チームは、携帯型ドップラー気象レーダーを用いて竜巻の解析を行った。レーダーは、地表から150～190メートル（490～620フィート）の高さで、最大風速120～125メートル/秒（270～280マイル、時速430～450キロメートル）を観測した。[ 13 ]これは当時、レーダーで観測された史上最強の風であり、F5の風速が初めて観測された例も含まれていた。[ 14 ] [ 15 ]
F2 1995年6月2日 テキサス州ディミット95 m/s (210 mph; 340 km/h) 該当なし95 m/s (210 mph; 340 km/h)
ドップラー・オン・ホイールズ車両は、対地風速のピーク値として95 m/s（210 mph; 340 km/h）を記録しました。高度約60メートルで記録された最大速度差（ΔV）は139 m/s（310 mph; 500 km/h）に達しました。[ 16 ]
F2 1995年6月8日テキサス州マクリーン35 m/s (78 mph; 130 km/h) 該当なし35 m/s (78 mph; 130 km/h)
F2 該当なし該当なし該当なし
F0 該当なし該当なし該当なし
F4 該当なし該当なし92 m/s (210 mph; 330 km/h)
F0 該当なし該当なし該当なし
テキサス州マクリーン近郊の周期的なスーパーセルは5つの竜巻を発生させ、それらはすべてELDORA航空機によって観測されました。F4竜巻は風速92メートル/秒（時速210マイル、時速330キロメートル）を記録しました。[ 17 ]
F4 1998年5月30日スペンサー、サウスダコタ州時速234マイル（377キロメートル） 時速264マイル（425キロメートル） 時速264マイル（425キロメートル）
車輪付きドップラーは、地上50メートル（160フィート）より「はるかに下」、おそらくレーダーレベルより5～10メートル（16～33フィート）ほど低いところで、風速264mph（425km/h）を記録した。[ 18 ] [ 13 ]車輪付きドップラーはまた、5秒間の平均風速が112m/s（250mph、400km/h）であることも確認した。[ 18 ]
F4 1999年5月3日オクラホマ州マルホール時速246マイル（396キロメートル） 時速299マイル（481キロメートル） 時速257マイル（414キロメートル）
車輪付きドップラーは、竜巻の両側の最大速度間の距離が1,600メートル（5,200フィート）で、最大突風が43メートル/秒（96マイル）を超える約7キロメートル（4.3マイル）の幅を持つ、これまでで最大のコアフロー循環を記録しました。これにより、マルホール竜巻は定量的に測定された最大の竜巻となりました。[ 19 ] DOWは複雑な多重渦構造を測定し、[ 20 ]最大115メートル/秒（260マイル）の風を含むいくつかの渦が竜巻の周りを回転していました。竜巻の3D構造は、ウェンチャウ・リーとジョシュア・ワーマンによって2005年の大気科学ジャーナルの記事で分析されました。[ 21 ] 2024年には、レーダーがレーダー高度約30メートル（98フィート）上で約257mph（414km/h）の風を測定したことが公表された。[ 13 ]
F5 1999年5月3日オクラホマ州ブリッジクリーク時速281マイル（452キロメートル） 時速321マイル（517キロメートル） 時速321マイル（517キロメートル）
2007年、ジョシュア・ワーマンは他の研究者とともに、車輪付きドップラーがレーダーレベルより約32メートル（105フィート）上で135メートル/秒（300マイル/時、490キロメートル/時）を記録したと発表しました。[ 22 ] [ 13 ] 2021年、ワーマンは他の研究者とともに改良された技術を使用してデータを修正し、車輪付きドップラーが竜巻で実際には時速321マイル（517キロメートル/時）を記録したことを発表しました。[ 1 ] [ 23 ]

2000～2009年

公式評価 日付 位置 最小ピーク風速 最大ピーク風速 確認された最高風速
F0 2000年4月30日テキサス州クロウェル該当なし該当なし該当なし
F0 該当なし該当なし該当なし
F0 該当なし該当なし該当なし
2000年4月30日、テキサス州クロウェル近郊でドップラー・オン・ホイールズによって3つのF0竜巻が観測された。[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]
F1 2000年4月30日テキサス州オクラユニオン該当なし該当なし該当なし
車輪付きドップラーがこのF1竜巻を観測した。[ 27 ]
F2 2004年5月29日オクラホマ州ギアリー該当なし該当なし時速181マイル（291キロメートル）
車輪付きドップラーは、地上6.5メートル（21フィート）の高さで最大突風81メートル/秒（180マイル/時、290キロメートル/時）を記録しました。[ 28 ]
F1 2004年5月29日オクラホマ州カルメット該当なし該当なし該当なし
車輪付きドップラーがオクラホマ州カルメット近郊で高気圧性のF1竜巻を観測した。[ 29 ]
F1 2005年5月13日テキサス州トラスコット該当なし該当なし時速110マイル（180キロメートル）
車輪付きドップラーが竜巻を観測し、最大風速110mph（180km/h）を記録した。[ 30 ]
F3 2005年5月13日テキサス州ベラ該当なし該当なし時速177マイル（285キロメートル）
車輪付きドップラーは、地上約30メートル（98フィート）の高さで最大風速177mph（285km/h）を記録しました。[ 31 ]
F0 2005年5月13日テキサス州ボマートン該当なし該当なし時速51マイル（82キロメートル）
車輪付きドップラーは、地上約20メートル（66フィート）の高さで最大風速51マイル（82キロメートル/時）を記録しました。[ 32 ]
F2 2005年6月12日テキサス州クレアモント時速100マイル（160キロメートル） 時速201マイル（323キロメートル） 時速201マイル（323キロメートル）
車輪付きドップラーレーダーは竜巻の発生から発生までを観測した。レーダーは、高度3～50メートル（9.8～164.0フィート）の様々な高度で、風速100マイル（時速160キロメートル）、145マイル（時速233キロメートル）、201マイル（時速323キロメートル）を記録した。[ 33 ]
F0 2005年6月15日トレゴセンター、カンザス州該当なし該当なし該当なし
車輪の上のドップラーが野原で竜巻を観測した。[ 34 ]
EF5 2007年5月4日カンザス州グリーンズバーグ該当なし該当なし時速179マイル（288キロメートル）
マサチューセッツ大学（UMass X-Pol）所有のXバンド移動式レーダーは、竜巻発生後約34分間観測しました。レーダー高度約1.5km上空では、風速80m/s（時速288km）を超える風が記録されました。[ 35 ]
EF2 2009年6月5日ワイオミング州ゴーシェン郡該当なし該当なし時速161マイル（259キロメートル）
ワイオミング州ゴーシェン郡で発生したEF2竜巻の全ライフサイクルを、複数のドップラー・オン・ホイールズ・トラックが観測しました。ラピッドスキャンDOWレーダーは、地上15～20メートル（49～66フィート）で最大風速161mph（259km/h）を観測しました。[ 36 ]

2010～2019年

公式評価 日付 位置 最小ピーク風速 最大ピーク風速 確認された最高風速
EF5 2011年5月24日オクラホマ州ヒントン時速289マイル（465キロメートル） 時速296マイル（476キロメートル） 時速295.5マイル（475.6キロメートル）
RaXPolはレーダー高度約200～230フィート（60～70メートル）上空で突風124.8メートル/秒（279マイル/時、449キロメートル/時）を記録した。[ 37 ]しかし、このデータは後にレーダー高度72フィート（22メートル）上で132.1メートル/秒（295マイル/時、476キロメートル/時）と修正された。[ 38 ] [ 13 ]
EF4 2013年5月18日カンザス州ロゼル時速165マイル（266キロメートル） 時速185マイル（298キロメートル） 時速185マイル（298キロメートル）
車輪付きドップラーは、地表付近の風速を時速165～185マイル（266～298キロメートル）と記録した。[ 39 ]
EF2 2013年5月19日クリアウォーター、カンザス州該当なし該当なし時速155マイル（249キロメートル）
車輪付きドップラーは、地上70メートル（230フィート）で風速155マイル（249キロメートル/時）を記録しました。[ 40 ]
EF5 2013年5月20日オクラホマ州ムーア該当なし該当なし時速140マイル（230キロメートル）
オクラホマ大学先端レーダー研究センターが運用するPX-1000可搬型レーダーユニットは、ムーアを通過する竜巻の進路を観測するために使用され、研究者らはムーア医療センター付近の進路の「ループ」を「閉塞の失敗」と詳細に説明した。[ 41 ]
EF3 2013年5月28日カンザス州ベニントン該当なし該当なし時速264マイル（425キロメートル）
車輪付きドップラーは、地上約153フィート（47メートル）の高さで風速264 mph（425 km/h）を記録しました。[ 42 ]
EF3 2013年5月31日オクラホマ州エルレノ時速291マイル（468キロメートル） 時速336マイル（541キロメートル） 時速313マイル（504キロメートル）
車輪付きドップラーは、竜巻内部の吸引渦において、レーダー面より100メートル（330フィート）上空以下で、風速257～336マイル（414～541キロメートル/時）の風を記録した。[ 13 ]これは後に車輪付きドップラーチームによって291～336マイル（468～541キロメートル/時）に修正された。[ 23 ] 2015年、ハワード・ブルースタインは他の研究者と共に、レーダーが少なくとも瞬間的に時速313マイル（504キロメートル/時）の風を捉えたと報告した。[ 43 ]
EF3 2016年5月9日オクラホマ州サルファー該当なし該当なし時速218マイル（351キロメートル）
悪天候研究センターが運営する移動式ドップラーは、レーダー高度17メートル（56フィート）上空で風速218マイル（351キロメートル/時）を記録した。 [ 44 ]
EF2 2016年5月24日ドッジシティ、カンザス州該当なし該当なし時速201マイル（323キロメートル）
ドップラー・オン・ホイールズが竜巻を観測していた際、風速40メートル（時速140キロメートル）を記録し、21秒間で少なくとも90メートル（時速320キロメートル）にまで増加しました。この風は1分未満しか続きませんでした。[ 45 ]
EF2 2019年5月20日オクラホマ州マンガム該当なし該当なし時速180マイル（290キロメートル）
オクラホマ大学のRaXPolとDoppler on Wheelsのトラックの両方がこの竜巻を観測しました。RaXPolは最大風速106.6ノット（時速122.7マイル、197.4キロメートル）を記録しました[ 46 ] [ 47 ]。一方、DOW7は最大風速約80メートル/秒（時速290キロメートル、180マイル）を記録しました[ 48 ]。

2023

公式評価 日付 位置 最小ピーク風速 最大ピーク風速 確認された最高風速
EF4 2023年3月24日ミシシッピ州ローリングフォーク該当なし該当なし時速152マイル（245キロメートル）
PERiLSプロジェクトの少なくとも2台の移動式レーダーは、レーダー高度600～700メートル（2,000～2,300フィート）上空で激しいEF4竜巻を観測した。[ 49 ]

2024

公式評価 日付 位置 最小ピーク風速 最大ピーク風速 確認された最高風速
EF3 2024年4月26日アイオワ州ハーラン該当なし該当なし時速224マイル（360キロメートル）
ドップラー・オン・ホイールズは、レーダー高度約258メートル（846フィート）上空で約79メートル/秒（180マイル/時）の突風を記録しました。地上最大風速は約224マイル/時（360キロメートル/時）と推定されました。[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]
EF2 2024年4月27日デクスター、カンザス州該当なし該当なし該当なし
EF1 該当なし該当なし該当なし
ドップラー・オン・ホイールズは、カンザス州デクスター近郊でEF2とEF1の竜巻を観測した。[ 53 ]
EF2 2024年5月19日オクラホマ州カスターシティ該当なし該当なし時速197マイル（317キロメートル）
テキサス工科大学のKaバンド移動レーダー装置は、0秒間の突風として87.9m/sを記録した。[ 54 ]
EF4 2024年5月21日アイオワ州グリーンフィールド時速309マイル（497キロメートル） 時速318マイル（512キロメートル） 時速309マイル以上（497キロメートル/時）
車輪付きドップラーは、レーダー高度より約30～50メートル（98～164フィート）上空で、風速263～271マイル（423～436km/h）を記録しました。ピーク風速をより正確に決定するための計算の結果、主循環のすぐ東側で、対地風速309～318マイル（497～512km/h）が短時間観測されたことが発表されました。[ 23 ]
EF2 2024年5月22日テキサス州テンプル該当なし該当なし該当なし
ドップラー・オン・ホイールズはテキサス州テンプル近郊でEF2竜巻を観測した。[ 55 ]
EF2 2024年5月23日オクラホマ州デューク & オクラホマ州オルスティ該当なし該当なし時速190マイル（310キロメートル）
2台のドップラー・オン・ホイールズがオクラホマ州デューク近郊で大規模かつ長寿命のEF2竜巻を観測した。[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]テキサス工科大学の移動式レーダーは地表から20メートル（22ヤード）未満の高度で風速190マイル（310キロメートル/時）を記録した。[ 60 ]
EFU 2024年5月25日テキサス州ウィンドホルスト該当なし該当なし該当なし
オクラホマ大学のRaXPolは、テキサス州ウィンドホルスト近郊で竜巻を観測し記録した。[ 61 ] [ 62 ]

参考文献

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