Low-cost laser disdrometer (hydrometeor imaging)
Multi-angle Snowflake Imager (MSI) (3D-shape, FallVelocity, PSD measurements)

気球観測を目標に、軽量で低コスト(使い捨て運用可能) で、 降水粒子形状計測可能な
粒形分布計(Low-cost Laser Disdrometer: LLD)として開発を開始。
現在は、地上で降雪粒子観測機器(立体形状、落下速度、粒径分布)として開発中。

3D snowflake images captured by MSI

   ●雨滴＆気球観測用に計測幅16 mmのLLD128 (slice-rate 33 kHz)
       

   ●降雪粒子観測用に計測幅48 mmのLLD384 (slice-rate 13 kHz)
        降雪観測 (2013 Dec -- 2014 May) with PARSIVEL, MRR, 35 GHz radar
        粒子判別画像処理アルゴリズム開発中

   ●降雪粒子立体形状観測用にLLD (計測幅40mm; SliceRate 20kHz) を4台組み合わせた
        Multi-angle Snowflake Imager (MSI)を開発中 (2015-)

• LLD128
  半導体レーザと非球面レンズ(25 mm径) を用い16 mm幅以上のシート光を生成、
  0.125 mm分解能で128 pixelの受光素子で高速落下する雨滴粒子をスライスレート
  33 kHzで形状計測を行い、計測画像から粒径分布を導く。
  
  LLD128構成

  
  LLD128で計測した雨滴粒子例(2mm径以上)

  
  
  左: LLD128とRD80の雨滴粒径分布比較(10-min DSD)
  実線：LLD, 点線：RD80 (直線は指数分布近似直線）
  R*: 10-min avg降水強度、λ*: 指数分布slope param、N0*: 指数分布 切片 (LLD DSD補正前)

  右: 10-min avg. rain-rate on 2013/06/22
  非降水粒子割合、取得サンプル数、エッジ検出率を使いLLD DSD補正 →Rain-raet 25 % underestimation が 数%に改善する。

   
  

  ---

• LLD vs Parsivel for snowfall (referece No.3)

  
  

  ---

  Reference
  
  • Minda, H., N. Tsuda, and Y. Fujiyoshi, 2017: Three-dimensional shape and fall velocity measurements of snowflakes using a multi-angle snowflake imager, J. Atmos. Oceanic Tech., DOI:10.1175/JTECH-D-16-0221.1
  • Minda, H., T. Makino, N. Tsuda, and Y. Kaneko, 2016: Performance of a laser disdrometer with hydrometeor imaging capabilities and fall velocity estimates for snowfall, IEEJ TEEE, 11(9), 624-632, DOI:10.1002/tee.22280
  • Minda, H., T. Makino, and N. Tsuda, 2014: Performance of a new low-cost laser disdrometer with rainfall intensity correction in heavy rainfall, IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 9(9), 542-547, DOI:10.1002/tee.22003
  • Minda, H., and N. Tsuda, 2012: Low-cost laser disdrometer with capability of hydrometeor imaging, IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 7(S1), 132-138, DOI:10.1002/tee.22003