スマート化社会は気候変動に弱い?!　
降雨等が衛星電波に与える影響を徹底リサーチ

高速・大量のデジタル情報が行き交うスマート化社会。衛星通信では大量のデータを送受信するために12GHzや20GHzといった高周波帯が使われます。
前川研究室では、高周波帯の衛星電波が気象の影響をどう受けているのか30年以上に渡って研究しています。

寝屋川キャンパスに設置した測定システムと
気象庁のデータを30年以上突き合わせて検証

台風や雷雨の時にBS・CS放送の映像や音が乱れた経験はありませんか。電波が雨粒によって吸収・反射されて弱くなってしまうことを「降雨減衰」といいます。これは理論的・体験的には広く知られていることですが、具体的に詳細なデータが示されることはありませんでした。

前川研究室は、寝屋川キャンパスの衛星通信研究施設の屋上にCS・BS・JCSATと雨量計を設置し、レベルメーターで信号品質を測定。このデータとアメダスからの気象情報を32年間にわたり突き合わせて検証しました。その結果、CSとBSの降雨減衰の年間時間率は、世界電気通信連合（ITU-R）が推奨する予測値とほぼ一致することが示されたのです。

また発雷時における衛星電波の偏波面の急激な変動特性を詳しく調べ、2017年度に電子情報通信学会から衛星通信研究賞を受賞しました(文献〔1〕 電子情報通信学会技術研究報告、SAT2017-9、2017年7月）。

台風の風向きによって降雨減衰量が変わる!?　
世界初で影響関係を明らかにし、二度目の衛星通信研究賞を受賞！

近では気候変動によって台風やゲリラ豪雨が増えています。

前川研究室は、台風が大学の東側を通過する時の方が、西側を通過する時よりも降雨減衰が大きくなることを発見しました。検証では32年間にわたる60以上の事例を精査し、台風の風向きが衛星電波の到来方向と逆向きの時に減衰量が大きくなることがわかりました。

電波の減衰が、雨量や雨雲の高さの他に地上風速の影響も受けると示したのは世界初のことで、この研究は災害時の衛星通信に役立つ研究として、2020年度に再び衛星通信研究賞を受賞しました。(文献〔2〕前川他、電子情報通信学会技術研究報告、SAT2020-24、2020年12月）。今後はエルニーニョやラニーニャといった地球規模の気象現象との関連も明らかにしていく予定です。

また、現在10年以上にわたり大阪だけでなく京都や滋賀でも減衰量を観測しており、より多くのさまざまなデータを収集中です。さらに各地でデータを蓄積してくことで、環境変化に強い衛星通信環境の解明をめざしています。