2024/03/27 更新

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タカハシ ノブヒロ
髙橋 暢宏
TAKAHASHI Nobuhiro
所属
宇宙地球環境研究所 附属飛翔体観測推進センター 教授
大学院担当
大学院環境学研究科
職名
教授

学位 3

  1. 博士(理学) ( 1994年3月   北海道大学 ) 

  2. 理学修士 ( 1990年3月   北海道大学 ) 

  3. 理学士 ( 1988年3月   北海道大学 ) 

研究キーワード 2

  1. 気象 レーダ

  2. 人工衛星

研究分野 1

  1. 自然科学一般 / 大気水圏科学  / 気象 レーダ 人工衛星観測

現在の研究課題とSDGs 2

  1. 衛星搭載レーダを用いた降水推定と降水システムに関する研究

  2. マルチパラメータフェーズドアレイレーダ等の開発・活用による豪雨・竜巻予測情報の高度化と利活用に関する研究

経歴 2

  1. 国立研究開発法人 情報通信研究機構   電磁波計測研究部 センシングシステム研究室   室長

    2013年8月 - 2015年4月

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    国名:日本国

  2. 独立行政法人 情報通信研究機構   経営企画部

    2012年9月 - 2013年7月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 北海道大学   理学研究科   地球物理学科

    1990年4月 - 1994年3月

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    備考: 博士後期課程 博士(理学)

  2. 北海道大学   地球科学研究科   気象学

    1988年4月

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    国名: 日本国

  3. 北海道大学   理学部   地球物理学科

    1984年4月 - 1988年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 4

  1. American Meteorological Society

  2. IEEE

  3. 日本気象学会

  4. 日本リモートセンシング学会

 

論文 43

  1. Removing Interfering Signals in Spaceborne Radar Data for Precipitation Detection at Very High Altitudes

    Hirose, M; Okada, K; Kawaguchi, K; Takahashi, N

    JOURNAL OF ATMOSPHERIC AND OCEANIC TECHNOLOGY   40 巻 ( 8 ) 頁: 969 - 985   2023年8月

  2. Analysis of the Three-Dimensional Structure of the Misocyclones Generating Waterspouts Observed by Phased Array Weather Radar: Case Study on 15 May 2017 in Okinawa Prefecture, Japan

    Imai, R; Takahashi, N

    REMOTE SENSING   14 巻 ( 21 )   2022年11月

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  3. BEAM MATCHING OF THE DUAL-FREQUENCY PRECIPITATION RADAR ONBOARD THE GLOBAL PRECIPITATION MEASUREMENT CORE OBSERVATORY

    Masaki, T; Furukawa, K; Iguchi, T; Kubota, T; Takahashi, N

    2022 IEEE INTERNATIONAL GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING SYMPOSIUM (IGARSS 2022)     頁: 7282 - 7285   2022年

  4. Twice-Daily Monsoon Precipitation Maxima in the Himalayas Driven by Land Surface Effects

    Fujinami, H; Fujita, K; Takahashi, N; Sato, T; Kanamori, H; Sunako, S; Kayastha, RB

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES   126 巻 ( 13 )   2021年7月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1029/2020JD034255

    Web of Science

  5. Retrieval of Attenuation Profiles from the GPM Dual-frequency Radar Observations

    Kobayashi, T; Nomura, M; Adachi, A; Sugimoto, S; Takahashi, N; Hirakuchi, H

    JOURNAL OF THE METEOROLOGICAL SOCIETY OF JAPAN   99 巻 ( 3 ) 頁: 603 - 620   2021年6月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.2151/jmsj.2021-030

    Web of Science

  6. The Precipitation Rate Retrieval Algorithms for the GPM Dual-frequency Precipitation Radar

    Seto, S; Iguchi, T; Meneghini, R; Awaka, J; Kubota, T; Masaki, T; Takahashi, N

    JOURNAL OF THE METEOROLOGICAL SOCIETY OF JAPAN   99 巻 ( 2 ) 頁: 205 - 237   2021年4月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.2151/jmsj.2021-011

    Web of Science

  7. Analysis of Surface Cross-Sectional Data Taken During the 90° Yaw Experiment of the TRMM Precipitation Radar

    Takahashi, N

    IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING   58 巻 ( 8 ) 頁: 5729 - 5738   2020年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TGRS.2020.2969192

    Web of Science

  8. Initial Observations for Precipitation Cores With X-Band Dual Polarized Phased Array Weather Radar

    Kikuchi, H; Suezawa, T; Ushio, T; Takahashi, N; Hanado, H; Nakagawa, K; Osada, M; Maesaka, T; Iwanami, K; Yoshimi, K; Mizutani, F; Wada, M; Hobara, Y

    IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING   58 巻 ( 5 ) 頁: 3657 - 3666   2020年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TGRS.2019.2959628

    Web of Science

  9. A Feasibility Study on Wide Swath Observation by Spaceborne Precipitation Radar

    Yamamoto, K; Kubota, T; Takahashi, N; Kanemaru, K; Masaki, T; Furukawa, K

    IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN APPLIED EARTH OBSERVATIONS AND REMOTE SENSING   13 巻   頁: 3047 - 3057   2020年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/JSTARS.2020.2998724

    Web of Science

  10. PRELIMINARY ANALYSIS OF EXPERIMENTAL PRODUCT FOR THE NEW SCAN PATTERN OF GPM/DPR

    Seto, S; Kubota, T; Masaki, T; Takahashi, N; Iguchi, T

    IGARSS 2020 - 2020 IEEE INTERNATIONAL GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING SYMPOSIUM     頁: 3593 - 3596   2020年

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1109/IGARSS39084.2020.9323276

    Web of Science

  11. Analysis of a Precipitation System that Exists above Freezing Level Using a Multi-Parameter Phased Array Weather Radar

    Takahashi, N

    ATMOSPHERE   10 巻 ( 12 )   2019年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/atmos10120755

    Web of Science

  12. Development of Multi-Parameter Phased Array Weather Radar (MP-PAWR) and Early Detection of Torrential Rainfall and Tornado Risk 査読有り

    Takahashi, N; Ushio, T; Nakagawa, K; Mizutani, F; Iwanami, K; Yamaji, A; Kawagoe, T; Osada, M; Ohta, T; Kawasaki, M

    JOURNAL OF DISASTER RESEARCH   14 巻 ( 2 ) 頁: 235 - 247   2019年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.20965/jdr.2019.p0235

    Web of Science

  13. FEASIBILITY STUDY OF GPM/DPR WIDE SWATH OBSERVATION

    Yamamoto, K; Furukawa, K; Takahashi, N; Kubota, T

    2019 IEEE INTERNATIONAL GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING SYMPOSIUM (IGARSS 2019)     頁: 4467 - 4469   2019年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/igarss.2019.8899793

    Web of Science

  14. Analysis of the GPM/DPR Wide Swath Experiment Assuming Future Spaceborne Precipitation Radar

    Yamamoto, K; Furukawa, K; Takahashi, N; Kubota, T; Oki, R; Kanemaru, K

    SENSORS, SYSTEMS, AND NEXT-GENERATION SATELLITES XXII   10785 巻   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1117/12.2325273

    Web of Science

  15. EVALUATION OF SPACEBONE PRECIPITATION RADAR BY USING HIGH DENSITY OBSERVATION DURING THE TRMM END-OF-MISSION EXPERIMENT

    Takahashi, N

    IGARSS 2018 - 2018 IEEE INTERNATIONAL GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING SYMPOSIUM     頁: 9308 - 9311   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

  16. Development of Algorithm for Discriminating Hydrometeor Particle Types With a Synergistic Use of CloudSat and CALIPSO

    Kikuchi, M; Okamoto, H; Sato, K; Suzuki, K; Cesana, G; Hagihara, Y; Takahashi, N; Hayasaka, T; Oki, R

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES   122 巻 ( 20 ) 頁: 11022 - 11044   2017年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/2017JD027113

    Web of Science

    PubMed

  17. Surface echo characteristics derived from the wide swath experiment of the precipitation radar (PR) onboard Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) satellite during its end of mission operation 査読有り

    Takahashi, N.

    IEEE Trans., Geo. and Remote Sens.   55 巻 ( 4 ) 頁: 1-6   2017年4月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TGRS.2016.2633971

  18. Surface Echo Characteristics Derived From the Wide Swath Experiment of the Precipitation Radar Onboard TRMM Satellite During Its End-of-Mission Operation

    Takahashi Nobuhiro

    IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING   55 巻 ( 4 ) 頁: 1988-1993   2017年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TGRS.2016.2633971

    Web of Science

  19. Overview of the End-of-Mission Observation Experiment of the Precipitation Radar onboard Tropical Rainfall Measuring Mission Satellite 査読有り

    Takahashi, N., H. Hanado, K. Nkamura, K. Kanemaru, T. Iguchi, K. Nakagawa, T. Nio, T. Kubota, R. Oki and N. Yoshida

    IEEE Trans., Geo. and Remote Sens.   54 巻 ( 6 ) 頁: 3450-3459   2016年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1109/TGRS.2016.2518221

  20. Simulation of EarthCARE Spaceborne Doppler Radar Products using Ground-based and Airborne Data: Effects of Aliasing and Non-Uniform Beam-filling 査読有り

    Sy O., S. Tanelli, N. Takahashi, Y. Ohno, H. Horie, and P. Kollias

    IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING   52 巻 ( 2 ) 頁: 1463-1479   2014年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  21. Polarimetric radar observation of the melting layer in a convective rainfall system during the rainy season over the East China Sea 査読有り

    Shusse, Y., N. Takahashi, K. Nakagawa, S. Satoh, and T. Iguchi

    Journal of applied meteorology and climatology   50 巻 ( 2 ) 頁: 354-367   2011年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  22. Characteristics of Polarimetric Radar Variables in Three Types of Rainfalls in a Baiu Front Event over the East China Sea 査読有り

    Shusse, Y., K. Nakagawa, N. Takahashi, S. Satoh, and T. Iguchi

    Journal of the Meteorological Society of Japan   87 巻 ( 5 ) 頁: 865-875   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  23. GSMaP Passive Microwave Precipitation Retrieval Algorithm: Algorithm Description and Validation 査読有り

    Aonashi, K. J. Awaka, M. Hirose, T. Kozu, T. Kubota, G. Liu, S. Shige, S. Kida, S. Seto and N. Takahashi

    Journal of the Meteorological Society of Japan   87A 巻   頁: 119-136   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  24. An Evaluation of Over-Land Rain Rate Estimates by GSMaP and GPROF Algorithms: The Role of Lower-Frequency Channels 査読有り

    Seto, S., T. Kubota, T. Iguchi, N. Takahashi and T. Oki

    Journal of the Meteorological Society of Japan   87A 巻   頁: 183-202   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  25. A Kalman Filter Approach to the Global Satellite Mapping of Precipitation (GSMaP) from Combined Passive Microwave and Infrared Radiometric Data 査読有り

    Ushio. T, K. Sasashige, T. Kubota, S. Shige, K. Okamoto, K. Aonashi, T. Inoue, N. Takahashi, T. Iguchi and M. Kachi

    Journal of the Meteorological Society of Japan   87A 巻   頁: 137-151   2009年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  26. Characteristics of TRMM/PR System Noise and Their Application to the Rain Detection Algorithm 査読有り

    N. Takahashi and T. Iguchi

    IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing   46 巻   頁: 1697-1704   2008年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  27. Physical validation of microwave properties of winter precipitation over Sea of Japan 査読有り

    Aonashi, K., T. Koike K. Muramoto, K. Imaoka, N. Takahashi, G. Liu , and Y. Noh

    IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING   45 巻 ( 7 ) 頁: 2247-2258   2007年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  28. Global Precipitation Map using Satelliteborne Microwave Radiometers by the GSMaP Project : Production and Validation 査読有り

    Kubota, T., S. Shige, H. Hashizume, K. Aonashi, N. Takahashi, S. Seto, M. Hirose, Y. N. Takayabu, T. Ushio, M. Kachi, and K. Okamoto

    IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING   45 巻 ( 7 ) 頁: 2259-2275   2007年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  29. Estimation of path-integrated attenuation and its non-uniformity from TRMM/PR range profile data 査読有り

    N. Takahashi, H. Hanado and T. Iguchi

    IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing   44 巻   頁: 3276-3283   2006年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  30. Modeling of Bright Band Having a Smooth Connection to Snowfall for Observation of Rain from Space 査読有り

    Jun AWAKA, Nobuhiro TAKAHASHI, Toshio IGUCHI

    International Symposium on Antennas and Propagation— ISAP 2006     2006年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

  31. Estimation and correction of beam mismatch of the precipitation radar after an orbit boost of the Tropical Rainfall Measuring Mission satellite 査読有り

    N. Takahashi, and T. Iguchi

    IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing   42 巻   頁: 2362-2369   2004年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  32. Study of quantization effects on rainfall rate estimation from GPM dual-frequency radar 査読有り

    R. Mardiana, T. Iguchi, N. Takahashi and H. Hanado

    IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters   42 巻   頁: 220-223   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  33. A dual-frequency rain profiling method without the use of a surface reference technique 査読有り

    R. Mardiana, T. Iguchi, N. Takahashi,

    IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing   42 巻   頁: 2214-2225   2004年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  34. Four year result of external calibration for precipitation radar (PR) of the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) satellite 査読有り

    N. Takahashi, H. Kuroiwa, T. Kawanishi

    IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing   41 巻   頁: 2398-2403   2003年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  35. Mesoscale and convective scale features of heavy rainfall events in late period of the Baiu season in July, 1988, Nagasaki prefecture 査読有り

    N. Takahashi, H. Uyeda, K. Kikuchi, and K. Iwanami

    Journal of the Meteorological Society of Japan   74 巻   頁: 539-561   1996年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  36. CRL airborne multiparameter precipitation radar (CAMPR): System description and preliminary results 査読有り

    H. Kumagai, K. Nakamura, H. Hanado, K. Okamoto, N. Hosaka, N. Miyano, T. Kozu, N. Takahashi, T. Iguchi, and H. Miyauchi,

    IEICE Trans. Com.   E79-B 巻   頁: 770-778   1996年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  37. 降雪機構からみた北海道の酸性雨 査読有り

    泉 裕明、菊地勝弘、加藤禎博、高橋暢宏、上田 博、遊馬芳雄

    天気   43 巻   頁: 147-158   1996年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  38. Evolution process and precipitation particles of an isolated echo observed with dual-polarization Doppler Radar near Sapporo on July 9, 1992 査読有り

    N. Takahashi, H. Uyeda, and K. Kikuchi

    Journal of the Faculty of Science, Hokkaido University, Series VII   10 巻 ( 1 ) 頁: 135-153   1996年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(大学,研究機関等紀要)  

  39. Doppler radar observation of the structure and characteristics of tropical clouds during the TOGA-COARE IOP in Manus, Papua New Guinea -Three case studies on November 23 and December 16 査読有り

    N. Takahashi and H. Uyeda

      74 巻   頁: 427-442   1995年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  40. Doppler radar observations on the structure and characteristics of tropical clouds during TOGA-COARE IOP in Manus, Papua New Guinea Outline of the obervation 査読有り

    H. Uyeda, Y. Asuma, N. Takahashi, S. Shimizu, O. Kikuchi, A. Kinoshita, S. Matsuoka, M. Katsumata, K. Takeuchi, T. Endoh, M. Ohi, S. Satoh, Y. Tachibana, T. Ushiyama, Y. Fujiyoshi, R. Shirooka, N. Nishi, T. Tomita, H. Ueda, T. Sueda, and A. Sumi

      74 巻   頁: 415-426   1995年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  41. Internal and meso-gamma scale structures of Baiu frontal rainbands observed at Shigaraki, Shiga Prefecture by using a Dual -Polarization Doppler radar 査読有り

    N. takahashi, H. Uyeda, S. Shimizu, Y. Asuma, K. Kikuchi, T. Harimaya, A. Watanabe and M. D. Yamanaka

    Journal of the Faculty of Science, Hokkaido University, Series VII   9 巻 ( 5 ) 頁: 481-508   1995年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(大学,研究機関等紀要)  

  42. Doppler radar observations of orographic effects of isolated echoes during the Baiu season at Nagasaki Prececture, on July 14 and 15, 1998 査読有り

    N. Takahashi, H. Uyeda, K. Kikuchi, and K. Iwanami

    Journal of the Faculty of Science, Hokkaido University, Series VII   9 巻 ( 5 ) 頁: 463-479   1995年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(大学,研究機関等紀要)  

  43. A Doppler radar observation on wave-like echoes generated in a strong vertical shear 査読有り

    N. Takahashi, H. Uyeda, and K. Kikuchi,

    Journal of the Meteorological Society of Japan   71 巻   頁: 357-365   1993年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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書籍等出版物 1

  1. 地球観測の将来構想に関わる世界動向の分析

    下田陽久ほか17名( 担当: 共著)

    日本気象学会  2017年11月  ( ISBN:978-4-904129-17-3

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    記述言語:日本語 著書種別:学術書

    地球観測衛星計画の世界動向を分析し、日本の将来の方向性について検討した。

MISC 1

  1. The CRL airborne multiparameter precipitation radar (CAMPR) and the first observation results

    N. Takahashi, H. Kumagai, H. Hanado, T. Kozu, and K. Okamoto  

    27th conference on radar meteorology   頁: 770-778   1995年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語  

講演・口頭発表等 7

  1. Development of multi-parameter phased array weather radar and the early detection of torrential rainfall 国際会議

    TAKAHASHI,N., T. USHIO, M. WADA, K. IWANAMI, A. YAMAJI, N. OHTA, M. OSADA, M. KAWASAKI, T. SHINODA, and T. OHTA

    ERAD2016 

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    開催年月日: 2016年10月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Antalya, Turkey   国名:トルコ共和国  

  2. Early result of 90-degree yaw experiment during the TRMM end of mission descent 国際会議

    Takahashi N., T. Iguchi, H. Hanado and K. Nakamura

    ERAD2016 

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    開催年月日: 2016年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Antalya, Turkey   国名:トルコ共和国  

  3. Surface echo characteristics from TRMM/EOM experimental data 国際会議

    Takahashi, N.

    PMM2016 

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    開催年月日: 2016年10月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    開催地:Houston, USA   国名:アメリカ合衆国  

  4. Future precipitation measuring mission from space

    Takahashi N., K. Furukawa, Y. Muraki, M. Kachi, and R. Oki

    JpGU 2016 

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    開催年月日: 2016年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Makuhari, Japan   国名:日本国  

  5. Overview and preliminary results of end of mission experiments of the Tropical Rainfall Measuring Mission Satellite (TRMM) 国際会議

    Takahashi, N., H. Hanado, T. Iguchi, K. Nakmura, K. Kanemaru, T. Nio, and R. Oki

    37th Conference on Radar Meteorology 

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    開催年月日: 2015年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Oklahoma, USA   国名:アメリカ合衆国  

  6. Preliminary analysis of the TRMM end of mission experiment 国際会議

    Takahashi, N., H. Hanado, T. Iguchi, K. Nakmura, K. Kanemaru, T. Nio, and R. Oki

    PMM2015 

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    開催年月日: 2015年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Baltimore USA   国名:アメリカ合衆国  

  7. Scanning cloud profiling radar concept for ISS/JEM

    Takahashi, N., H. Horie, H. Hanado, K. Nakagawa, and Y. Ohno

    JpGU 2015 

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    開催年月日: 2015年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Yokohama   国名:日本国  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. マルチパラメータフェーズドアレイレーダ等の開発・活用による豪雨・竜巻予測情報の高度化と利活用に関する研究

    2014年10月 - 2019年3月

    戦略的イノベーション創造プログラム 

    高橋 暢宏

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    資金種別:競争的資金

科研費 8

  1. 地上観測・リモートセンシング・雲解像モデルを駆使したヒマラヤ降水系研究の新展開

    研究課題/研究課題番号:23KK0064  2023年9月 - 2028年3月

    科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(海外連携研究)

    藤波 初木, 橋本 明弘, 広瀬 正史, 高橋 暢宏, 藤田 耕史, 佐藤 洋太

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    担当区分:研究分担者 

    山岳氷河と大河川の源流域を有するヒマラヤ山岳域の水循環は,流域に暮らす約8億人の水資源を維持するとともに地球規模の水循環にも大きな影響を及ぼす.しかし,通常の地上降水レーダによる観測が困難なヒマラヤ高標高域では,どのような降水システムで雨や雪がもたらされているのかが未だにわかっていない.本研究は,夏季ネパールヒマラヤの高標高域に展開する地上気象観測網,可搬型地上降水レーダおよび衛星搭載降水レーダを用いて,高標高域の降水システムの実態を明らかにする.また,現地観測と超高解像度(200m格子)雲解像モデルを用いて,ヒマラヤ高標高域の氷河流域の大気循環と降水システムの形成過程を明らかにする.

  2. レーダリモートセンシングを駆使した層状性降水過程の解明

    研究課題/研究課題番号:22H00177  2022年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    重 尚一, 橋口 浩之, 篠田 太郎, 高橋 暢宏, 高薮 縁, 岩波 越, 鈴木 賢士, 濱田 篤

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    担当区分:研究分担者 

    「層状性降水=弱い降水強度」という固定観念があるが、2018年7月西日本豪雨など、近年日本で多発している広域豪雨に大きく寄与している。層状性降水は対流圏中上層に広がる乱層雲内で雪片や霰といった固体降水粒子の成長によってもたらせるが、雪片、霰のいずれが卓越するのか、観測が難しいため統計的に分かっていない。本研究は、雪片と霰で落下速度が大きく異なることを利用して地上設置レーダのドップラー観測から判別し、層状性降水過程を解明する。

  3. 航空機観測によるスーパー台風の力学的・熱力学的構造と強化プロセスの解明

    研究課題/研究課題番号:21H04992  2021年7月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    坪木 和久, 辻野 智紀, 伊藤 耕介, 山田 広幸, 堀之内 武, 篠田 太郎, 高橋 暢宏, 清水 慎吾, 大東 忠保, 南出 将志, 榎本 剛, 山口 宗彦

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    担当区分:研究分担者 

    台風は自然災害の最大要因であり、なかでも最強カテゴリーのスーパー台風は甚大な被害をもたらす。地球温暖化に伴い、日本本土へのスーパー台風の上陸が懸念されている。しかし台風強度の推定値と予測値の両方に大きな誤差があることが大きな問題となっている。その最大原因は台風が急速に発達する「急速強化」である。さらにそのとき眼の壁雲が二重となる構造がしばしばみられ、その力学的・熱力学的構造が未解明だからである。本研究課題では、スーパー台風が、なぜ、そしてどのように形成されるのか、それにおける急速強化と二重壁雲構造はどのような役割をしているのかを、航空機観測、地上観測、数値シミュレーションの三本柱で解明する。
    航空機を用いて2022年9月16日と17日にスーパー台風Nanmadolのドロップゾンデ観測を実施し、スーパー台風になる前後の眼内部の暖気核の熱力学的構造を観測するとともに、二重壁雲の力学的・熱力学的構造を観測することができた。ドロップゾンデの観測データは、リアルタイムで気象庁および世界中の気象予報機関に送信され、数値予報モデルにデータ同化され、この台風の現業予報に利用された。さらにこの航空機観測では飛行経路上の温度等のデータを取得し、二重壁雲構造の暖気核の水平方向の広がりを観測した。
    台風Nanmadolの航空機観測の実施時に、南大東島で高層気象観測を実施し、航空機が上空を飛行するときに同期観測を実施した。これによりドロップゾンデ観測データの検証を行った。航空機からのドロップゾンデなど台風中心のゾンデデータを用いて中心気圧と気温偏差の関係を調べ、両者に強い相関があることを明らかにした。
    2022年5~8月に、米国・台湾・日本の国際共同観測を航空機観測と連携して実施した。与那国島では、気球による高層気象観測を連続して実施し、暖候期の台風発生環境を観測した。7月5日に台風Aereが太平洋から東シナ海を北上しときに与那国島地上観測と連携して航空機観測を実施した。
    名古屋大学および気象庁の複数の数値大気モデルを用いて、スーパー台風の再現実験を実施した。その結果から、急速強化時に見られた角運動量輸送が急発達に重要であることをあきらかにした。また複数モデルの比較からNanmadol の急速強化の再現性はモデルの乱流過程によって大きく影響を受けることをあきらかにした。
    ひまわり8号による30秒間隔の観測を用いて,台風の眼の中の風速の時間変換とその要因を明らかにした。また,低軌道衛星搭載合成開口レーダーによる地表風観測を検証に用いて,静止衛星の赤外画像から最大風速半径を推定する方法を開発した。
    本研究課題はスーパー台風を対象とするので、観測対象として適切なスーパー台風が発生するかどうか、またそれが観測可能範囲に入るかどうかが最も懸念されていた。航空機観測は2~4年度目の3年間に実施を計画し、台風の状況よって実施できない場合は、航空機観測の予算を翌年度に繰り越すなどの対応で、研究の5年度目前半までに、スーパー台風を観測する計画であった。それが2年目の本年度にスーパー台風Nanmadolの観測により、スーパー台風の観測、急速強化過程の観測、二重壁雲構造の観測という当初目的の観測を達成することができた。特に申請時の計画になかったがヒアリングで審査委員から出された要望の、スーパー台風になる前の状態からの観測も実施することができたことは、想定以上の成果といえる。
    これらにより申請書に示した研究のフレームワークと役割分担の実施項目として、「航空機観測」の各項目は達成できたことになる。また「地上観測」の与那国島における国際共同観測と南大東島での高層気象観測およびドロップゾンデ検証観測も実施した。「データ同化と予報実験」における多様な数値モデルを用いたシミュレーションとデータ同化、および「数値シミュレーション」と観測の連携も十分行われており、また、それぞれのモデルを用いた研究も進んでいる。主要な3つの研究目的の(i)「二重壁雲の暖気核構造の解明」と、(ii)「航空機観測により台風の直接測定を行い、精度の高い測定値を取得し、そのデータを高解像度の数値モデルに取り込み観測されたスーパー台風を再現する。その結果に基づき、眼の暖気核などの力学的・熱力学的構造と急速強化のプロセスをあきらかにする」はほぼ達成できており、未達成の(iii)「台風の進路と強度の予測を高精度化できることを示すこと」についても、それを達成するために必要なデータも得られている。
    これらのことから上記の達成度と判断できる。
    2023年以降も当初研究計画に沿って研究を進める。特に8月下旬から9月下旬を観測期間として、台風の航空機観測を実施する。今後の航空機観測は台湾大学の実施する航空機観測と連携して、沖縄本島から南西諸島の南または南東海上で実施する。対象とする台風はできるだけ強い台風で、可能な限りスーパー台風をねらう。また、観測は2日間に2回のフライトを実施し、急速強化プロセスの観測をねらう。さらに可能であれば二重壁雲構造のスーパー台風の観測を行う。ただし、これは台風の発生・発達状況によるので、台風の状況によって観測の実施と中止を判断できるように、観測には十分な準備期間を設けて臨む。観測はこれまで実施してきたようにドロップゾンデによる観測を中心とし、フライトレベルのデータも同時に取得する。さらにドロップゾンデ観測データの検証のために南大東島での気球によるゾンデ観測を航空機の通過に同期して実施する。
    航空機観測を実施したドロップゾンデ観測データおよびフライトレベルのデータの品質チェックを高度化し、データを整備するとともに、DOIを附して公開を検討する。これらのデータを解析して、台風の力学的・熱力学的構造をあきらかにする。特にスーパー台風Nanmadolについて、急速強化プロセスと二重壁雲構造に着目してこれらのデータの解析を進める。
    スーパー台風Nanmadolについての、高解像度シミュレーションを実施し、ドロップゾンデ観測データ等と比較しつつ、急速強化プロセスと二重壁雲構造の特徴をあきらかにする。観測データを雲解像モデルCReSSに同化する方法を開発する。特に2022年に取得されたデータに対して、連続的にデータ同化を行い、予測インパクトを定量的に評価する。これらにより航空機で観測されたスーパー台風周辺の多点におけるデータを、台風の予報モデルに取り込み、台風の進路と強度の予測を高精度化できることを示す。

  4. 台風等に対する航空機搭載フェーズドアレイ気象レーダによる観測システムの構築

    研究課題/研究課題番号:19K03973  2019年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    高橋 暢宏, 山田 広幸, 牛尾 知雄, 金田 幸恵

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    日本に大きな災害をもたらす台風や線状降水帯などの降水システムの立体構造の観測を可能にする航空機搭載フェーズドアレイ気象レーダの開発を目指した、基礎研究を目的としている。台風の研究においては、その急発達のメカニズムの解明が喫緊の課題であるが、その1つのアプローチとして台風内部の立体的な構造の正確な把握が挙げられる。本研究では、フェーズドアレイ気象レーダを航空機に搭載するための基礎的な研究を行い、実現性を高める。また、効率的な航空機観測を目指して人工衛星等を用いた台風の発達フェーズに対応した降水構造についての解析も併せて実施する。実施にあたっては、レーダメーカや航空機運行会社の協力のもと実施する。
    台風の発達メカニズム解明や予測性の向上が科学だけでなく防災の観点から求められている。本研究では、台風を立体的に観測しその構造を明らかにすることを最終の目標とし、台風の発達期における海上での航空機による観測の可能性を検討した。まず、最近のレーダ技術であるフェーズドアレイ気象レーダを航空機搭載に転用することを検討し、その利用可能性を示した。次に、航空機という移動体からのレーダ観測により実際にどの程度観測が実施できるかを示すために観測シミュレータを開発し、台風のシミュレーションデータをもとに観測シミュレーションを実施した。その結果、台風の眼の観測に限定した場合には十分立体観測が可能なことが示された。
    わが国における台風観測は、海洋上においてはほぼ人工衛星観測に依存しているの現状であるが、より高精度な予測を行うためには、海洋上での航空機観測が必須になる。その手段の1つはドロップゾンデによる大気構造の観測であり、もう1つが台風の発達に伴って形成される降水の観測であり、本研究は後者について、現在の最新の技術による観測の可能性について、ハードウエアのフィージビリティ研究およびシミュレーションによる観測可能性について示したものであり、実現すれば台風研究に大きく貢献できる。

  5. ヒマラヤ山岳域における複雑地形と大規模湿潤気流がもたらす降水変動メカニズムの解明

    研究課題/研究課題番号:18KK0098  2018年10月 - 2023年3月

    科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    藤波 初木, 佐藤 友徳, 平田 英隆, 高橋 暢宏, 藤田 耕史

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    担当区分:研究分担者 

    ヒマラヤ高標高域の降水変動とそのメカニズムを解明するため,ネパールヒマラヤ東部・ロールワリン地域に雨量計網(標高1000~5000m)を展開し,2019~2022年の1時間降水量データを取得した.また,衛星搭載降雨レーダ,雲解像モデルおよび大気再解析データを用いた総合的な研究を実施した.高標高域では,降水量に昼間と夜間の1日2回のピークがあり,昼間はヒマラヤ南斜面,夜間はインド半島規模の陸面過程による風系の日変化によることを明らかにした.高標高域に極端降水をもたらすメソスケールの降水システムは,モンスーン低気圧による斜面への水蒸気輸送の増加とヒマラヤ南斜面の加熱により発生することがわかった.
    ヒマラヤ山脈の夏季降水は山岳氷河を涵養し,ガンジス川やブラマプトラ川などの大河川の水源となるなど,流域に住む数億人の人々の貴重な水資源となる.本研究は,その夏季降水の基本的な変動である日変化のメカニズムを初めて明らかにした.また,これまでわかっていなかった高標高域の豪雨発生のメカニズムも明らかにした.これらの解明は,南アジアの山岳氷河を含む水文気候の形成・維持過程の理解向上に大きく貢献する.

  6. C帯偏波フェーズドアレイ気象レーダのシステムデザイン

    研究課題/研究課題番号:17H02069  2017年4月 - 2021年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    牛尾 知雄, 丸田 章博, 楠 研一, 平林 晃, 岩波 越, 高橋 暢宏, 吉川 栄一

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    担当区分:研究分担者 

    本研究では,C帯フェーズドアレイレーダ実現に向けて,システム検討,グランドクラッタ除去,圧縮センシングによる空間分解能向上技術に取り組んできた.アンテナ形状の検討では,球型形状がサイドローブレベルの方位角,仰角依存性等の特性上最も優れていることがわかった.また,MMSE規範によるビーム形成の検討を行った結果,地面方向へのサイドローブレベルを,パラボラアンテナに比して数十dB低く抑えることができることがわかった.また,圧縮センシング技術の検討では,ビーム幅を数倍程度細くすることと同等の空間分解能向上を得ることができることが示された.
    局地的な豪雨や竜巻など,地球温暖化や都市化の進行と共に,気象災害の防止に対する社会的な重要度は年々増している.本研究では,気象庁等での導入が期待されている次世代のC帯偏波フェーズドアレイ気象レーダの研究開発を行った.検討したレーダは,機械的な走査方法を一切用いない,マルチビームが可能な固定型のデジタルビームフォーミング技術を用いたフェーズドアレイレーダ方式であり,アレイ形状や信号処理,ビームスケジュール等のシステムシミュレーションを実施,その実現の可能性が示された.

  7. 豪雨と暴風をもたらす台風の力学的・熱力学的・雲物理学的構造の量的解析

    研究課題/研究課題番号:16H06311  2016年5月 - 2021年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    坪木 和久, 伊藤 耕介, 山田 広幸, 中山 智喜, 篠田 太郎, 高橋 暢宏, 新垣 雄光, 大東 忠保, 山口 宗彦, 森 浩一, 松見 豊

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    担当区分:研究分担者 

    台風の強度推定値と予測には大きな誤差がある。この問題を解決するために航空機による台風の直接観測を実施した。まず、測定装置のドロップゾンデを新規に開発した。次にこれを用いて台風の最強カテゴリーであるスーパー台風を観測した。2017年台風21号、2018年24号について、高高度で眼への貫入観測を実施し、開発したドロップゾンデシステムを用いて中心気圧と最大風速の直接観測に成功した。その結果、台風強度を高精度に測定し、強度をコントロールする眼の力学的・熱力学的構造をあきらかにした。さらに眼の壁雲の外側でもドロップゾンデ観測を行い、これらのデータを予報モデルに取り込むことで予報が改善することを示した。
    本研究の成果は、防災上の大きな問題である、非常に強い台風の強度推定値と予測値の大きな誤差を改善し、日本における自然災害の最大要因であり、台風の防災に大きく寄与するものである。地球上最強の気象である台風のうち、特に強いスーパー台風について、高高度で眼への貫入観測を行い、中心気圧と最大風速を高精度に測定し、台風強度をコントロールする眼の力学的・熱力学的構造をあきらかにすることは世界的にみて、台風などの熱帯低気圧についての重要な知見をもたらす。台風強度の高精度測定値は、地球温暖化に伴い激甚化が懸念されている台風の長期変動をあきらかにする基礎データとなる。

  8. Ka帯雲レーダと地上観測を用いた氷晶-雪片変化過程の解析

    研究課題/研究課題番号:16H04049  2016年4月 - 2019年3月

    篠田 太郎

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    担当区分:研究分担者 

    走査型Ka帯偏波レーダを用いて、固体降水粒子の新しい観測手法の検討を行った。Ka帯レーダは従来の降水レーダに比べて波長が短いために、粒径の小さな雲粒や氷晶の観測が可能になると期待される。一方で、大粒径の粒子(雪片・霰)などの観測には適していないため、当初想定していた粒子判別法の適用には適さないことを明らかにした。また、偏波間位相差変化率KDPの極大領域を検出することで、多数の氷晶粒子が存在する領域を3次元的に検出することが可能であることを示した。KDP極大領域を時空間的に追跡することで、降水システム内部の氷晶粒子の生成過程と移流過程を追跡することが可能となると期待できる。
    走査型Ka帯偏波レーダが出力する偏波間位相差変化率KDPを用いて、降水システム内部で氷晶粒子が数多く存在する領域を検出できることを明らかにした。この領域の時空間変化を追跡することで、氷晶粒子の生成領域やその後の移流過程の推定を行うことが可能である。最近、ジェット機が上層を飛行中に多量の氷晶粒子を吸い込んでエンジンが停止してしまう事故が発生した事例があり、レーダによってこのような領域の検出を行えれば、安全運航に有効な手法となる可能性がある。また、多量の氷晶粒子の存在は雲解像数値モデルでは表現されておらず、氷晶粒子の生成過程や雪片への変換過程の改修に必要な情報となる。

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担当経験のある科目 (本学) 4

  1. レーダ気象学

    2016

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    気象レーダの利用においては、電磁気学、電気工学、気象学の基礎知識が必要となる。また、レーダ技術の応用として、大気観測、地上レーダによる観測、航空機搭載・衛星搭載レーダによる観測があるため、それらに応用できる基礎的な解析技術などを実際のデータを用いて行う。

  2. 水の環境学

    2019

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    地球の雲・降水の仕組みと最近の研究について概説した。

  3. 大気水圏環境の科学

    2016

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    大気や水にかかわる地球の環境についての基礎的な知識を習得する。

  4. 地球科学入門

    2015