1998年GPS観測
<< 1998年GPS観測の解析結果>>
共通項目：
・GPS可降水量は，30分毎に見積もった（群馬大学・沼田・倉渕・木崎）．
・気圧と気温は群馬大学（GUNU）の測定値を用いた．沼田・倉渕・木崎については，静力学平衡を仮定して気圧を推定し，-6.0℃/kmの減率を使って気温を推定している．
・TmはBevis (1992）の式を用いた．
・マイクロ放射計可降水量は，ゾンデ可降水量を用いてキャリブレーションを行った．
・凝結水量0.01cm未満の事例について，30分間平均したマイクロ放射計可降水量を用いた．
◎GPS可降水量の時間変化
群馬大学（GUNU/140m）・沼田（NUMA/446m）・倉渕（KURA/406m）・木崎（KIZA/48m）のGPS可降水量の時間変化を図1に示す．1998年7-8月は，曇天続きのため，局地循環は発達した期間は少なく，1997年のように可降水量の日変化は殆ど見られない．
図1
◎GPS可降水量（PWGPS）とマイクロ波放射計可降水量（PWMWR）の比較
水蒸気の非一様性の影響を受けないマイクロ波放射計可降水量（PWMWR）を真値と見なして，GPS可降水量（PWGPS）と比較をする．
PWGPSとPWMWRを比較すると，0.991の相関係数と1.30mmのRMSが得られた（図2）．局地循環が卓越した97年に比べると（R=0.975，RMS=1.90），相関係数・RMSともに向上している．しかし，97年と同様に，全体的にGPS可降水量が低く見積もられており，特に，可降水量は50mmを越えるとGPS可降水量が過小評価になる傾向が見られる．
1997年の観測では，GPS可降水量には日変化するバイアス（DPW=PWGPS-PWMWR）が認められたが，今年は，日変化するバイアスは認められなかった（図3）．
図2
図3
◎可降水量の水平非一様性とDPW
GPS可降水量を求める際に，水平方向には水蒸気が一様に分布していることを仮定している．水蒸気の非一様性が，GPS可降水量の誤差要因になる可能性がある．特に，局地循環に伴い水蒸気の非一様性が強まると考えられるため，事例解析を行うに先立ち，水平非一様性とDPWの関係を調べる必要がある．
水平非一様性を評価するために，群馬大学（GUNU)を囲むように配置された沼田（NUMA）・倉渕（KURA）・木崎（KIZA）のGPS可降水量を用いる．しかし，3地点については400m以上の標高差があるためにGPS可降水量の勾配は使えないので，各地点での可降水量の偏差の勾配を用いた．そして，可降水量の偏差（PW'）の水平分布が平面の式（PW'=PWX*X+PWY*Y+Const）で近似できると仮定して，東-西方向の偏差勾配（PWX）と南-北方向の偏差勾配（PWY）を求め，GUNUにおける水蒸気の非一様性の仕様として用いる．
しかし，沼田・倉渕・木崎のGPS可降水量自体も，水蒸気の非一様性の影響を受けている筈なので，ここで計算した「可降水量の偏差勾配，PWX・PWY」の解釈は難しい．偏差勾配の勾配かも知れない．
次の図4は，可降水量の偏差勾配（東西方向：PWX，南北方向PWY），及び，PWGPSとPWMWRの差（DPW）である．「PWY=0.1」は，1km北に向かうにつれて南北方向の偏差が1mm増加することを意味している．
図4
図4には，偏差勾配とDPWとに相関関係が認められる．DOY=219や226のように数時間で偏差勾配が急激に増加（減少）すると，同じ時間スケールでDPWが減少（増加）していることが多い．また，DOY=215から226の期間のように，数日の時間スケールで偏差勾配が増加（減少）するとDPWは減少（増加）している．特に，PWYとの対応が良いように見える．換言すれば，北や東に向かうにつれて可降水量の偏差勾配が増加すると，（放射計可降水量が正しいならば）GPS可降水量は過小評価される傾向にある．
図5は，可降水量の偏差勾配の頻度である．南北-東西方向とも偏差=0に極大を持ち，左右対称に近い分布をしている．最大勾配の値は，南北-東西方向とも±0.25mm/km程度であり，30km離れると約8mmの変化に対応する．
偏差勾配の方向を見ると（図6），南西と北東の方向を示す場合が多い．偏差勾配の方向・強度は，測位精度に直接結びつくため，国土地理院GPSデータを使って，解析を進める必要があろう．
図5
図6
偏差勾配とDPWの関係を次に示す．図4でも述べたように，偏差勾配とDPWには負の相関が見られるが，相関係数は南北の偏差勾配でも0.342と小さい．そのため，偏差勾配はPWGPSとPWMWRに差が生じる原因の一つではあるが，他の要因が寄与する割合の方が大きいと考えられる．
図7
岩崎商店・GPSホームページ
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