JP6818569B2 - 気象情報処理装置、気象情報処理方法、プログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、気象情報処理装置、気象情報処理方法、プログラムに関する。

航空機等の運航に対して、乱気流や雷をはじめとする様々な気象現象が与える影響は大きい。このため、従来、安全な運航を目指して、個々の気象現象に対する情報を提供するシステムが知られている。しかしながら、利用者にとって利便性の高い情報を提供することができない場合があった。

特開２００３−６７９００号公報 特開２００９−１９２２６２号公報 特開２０１２−１８１０４１号公報

本発明が解決しようとする課題は、利用者にとって利便性の高い情報を提供することができる気象情報処理装置、気象情報処理方法、プログラムを提供することである。

実施形態の気象情報処理装置は、取得部と、情報統合部とを持つ。取得部は、航空機の乗員によって提供された気象に関する情報と、地上に設けられた二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機の動態情報と、前記二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機に設けられた機器の検知結果を示す動態検知情報と、気象レーダとは異なる、地上に設置され気象の状態を観測する装置によって観測されたデータを含む観測データと、を取得する。情報統合部は、前記取得部により取得された、前記気象に関する情報、前記動態情報、動態検知情報、および前記観測データを統合する。

気象情報処理システム１の機能構成を示す図。 気象情報処理装置５０により実行される処理の流れを示すフローチャート。 統合テーブルＴＢの一例を示す図。 表示部６８に表示される画像の一例を示す図。 リスクテーブルＴＢ１の一例を示す図。 表示部６８に表示される画像の他の例を示す図。

以下、実施形態の気象情報処理装置、気象情報処理方法、プログラムを、図面を参照して説明する。

図１は、気象情報処理システム１の機能構成を示す図である。気象情報処理装置５０を含む気象情報処理システム１は、例えば、一以上の航空交通管制情報処理システム２と、一以上の情報処理システム４と、一以上の航空気象情報提供システム６と、一以上の気象資料統合処理システム８と、一以上のデータ配信システム１０と、一以上の支援システム２０とを備える。これらのシステムは、ＬＡＮ（Local Area Network）や、ＷＡＮ（Wide Area Network）、インターネット等のネットワークを介して互いに通信する。また、これらのシステムは、図示する航空機８０に限らず、他の航空機と情報を送受信する。図示する例では、支援システムに対するインプットを点線で示し、支援システムによるアウトプットを実線で示している。

［支援システム以外のシステム］
航空交通管制情報処理システム２は、航空局が管理するシステムであって、航空機８０の安全運航および定時運航を支援したり、管制業務等を支援したりするシステムである。航空交通管制情報処理システム２は、無線通信を用いて気象観測報告情報を航空機８０から取得し、取得した情報を支援システム２０、または航空気象情報提供システム６に提供する。

気象観測報告情報とは、航空機８０の乗員によって報告された気象に関する情報であって、例えば、機長によって報告されたパイロットレポート（PIREP; Pilot Report）である。この気象観測報告情報は、例えば、気象に関する情報（例えば乱気流の発生を示す情報）が音声としてマイク等に入力された情報であってもよいし、乗員が航空機８０に設けられた操作部に対して入力した情報であってもよい。音声として入力された情報の場合、音声データは、航空交通管制情報処理システム２等で支援システム２０によって処理可能なデータに変換される。

また、航空交通管制情報処理システム２は、支援システム２０から支援情報を取得する。支援情報は、支援システム２０により提供される情報であって、航空機８０の運航を支援するための情報である（詳細は後述）。

また、航空交通管制情報処理システム２は、航空気象情報提供システム６から取得した航空気象情報を航空機８０に提供する。航空気象情報とは、航空機８０の運航や空港の施設などに影響を及ぼす気象に関する情報であって、風向風速や天気等の情報である。

情報処理システム４は、航空会社が管理するシステムであって、航空機８０の運行計画を管理したり、航空機８０の安全運航および定時運航を支援したりするシステムである。情報処理システム４は、支援システム２０から支援情報を取得する。情報処理システム４は、無線通信を用いて気象観測報告情報を航空機８０から取得し、取得した情報を航空気象情報提供システム６、および支援システム２０に提供する。また、情報処理システム４は、航空気象情報提供システム６から取得した航空気象情報、支援システム２０から取得した支援情報を航空機８０に提供する。

航空気象情報提供システム６は、空港内に設けられた航空地方気象台が管理するシステムであって、空港や、空港周辺、航空経路等を含む対象領域の気象の状態を観測し、対象領域の気象に関する情報（航空気象情報）を航空関係者に提供するシステムである。また、航空気象情報提供システム６は、支援システム２０から支援情報を取得する。航空気象情報提供システム６は、航空交通管制情報処理システム２または情報処理システム４から取得した気象観測報告情報と航空気象情報とを、気象資料統合処理システム８に提供する。

気象資料統合処理システム８は、国や地方公共団体等における気象業務を所管する機関が管理するシステムである。気象資料統合処理システム８は、航空気象情報提供システム６から取得した気象観測報告情報と航空気象情報とを管理する。また、気象資料統合処理システム８は、各種サーバ装置（不図示）、気象レーダ装置（不図示）等から取得した気象観測情報を管理する。気象観測情報は、地上において気象の状態が観測された観測データである。気象資料統合処理システム８は、管理する気象観測報告情報、航空気象情報、気象観測情報をデータ配信システム１０に提供する。

また、気象資料統合処理システム８は、気象観測情報または航空気象情報と、所定のモデルとに基づいて、数値予報データを導出し、導出した数値予報データをデータ配信システム１０へ送信する。数値予報データとは、例えばメソ数値予報モデル（ＭＳＭ；Meso Scale Model）や、全球数値予報モデル（ＧＳＭ: Global Spectral Model）等から導出された数値予報モデルＧＰＶ（Grid Point Value）である。

データ配信システム１０は、気象業務を行う事業者や団体等を支援する機関が管理するシステムである。データ配信システム１０は、支援システム２０に航空気象情報や、気象観測報告情報、気象観測情報、数値予報データを配信する。

二次監視レーダ１２は、地上に設けられた装置であって、航空機８０から取得した航空機の動態情報や、航空機８０に設けられた機器（例えばセンサ）の検知結果を示す情報等を、ダウンリンク機能を用いて取得し、取得した動態情報または検知結果を示す情報を支援システム２０に提供する。動態情報とは，例えば、航空機８０の磁方位、対気速度、対地速度、昇降率、旋回率、ロール角、選択高度などの航空機に関する情報である。検知結果を示す情報とは、例えば、気温や、気圧、湿度等などの航空機８０に設けられた機器の検出結果である。動態情報と検知結果を示す情報とを合わせたものを、以下、動態検知情報（ＤＡＰｓ; Downlink Aircraft Parameters）と称する。また、二次監視レーダ１２は、支援システム２０から取得した支援情報を航空機８０に提供する。

通信衛星１４は、支援システム２０により提供された支援情報を取得し、取得した情報を航空機８０に提供する。

［支援システム］
支援システム２０は、例えば、気象観測装置３０と、気象情報処理装置５０とを含む。

［気象観測装置］
気象観測装置３０は、例えば、フェーズドアレイ気象レーダ３２と、パラボラ型気象レーダ３４と、ライダ３６と、ウインドプロファイラ３８と、ゾンデ４０と、気象衛星４２と、地上気象観測装置４４と、カメラ４６とを含む。

フェーズドアレイ気象レーダ３２は、例えば、地上において雨や雪などを含む大気の状態を観測する気象レーダである。フェーズドアレイ気象レーダ３２は、例えば、フェーズドアレイアンテナを備える。このフェーズドアレイアンテナは、複数のアンテナ素子を備え、指向角を電子的に変更可能なアンテナである。フェーズドアレイ気象レーダ３２は、仰角方向を電子的に走査しながら、アンテナを水平方向に回転駆動することで、高速に大気の三次元の状態を観測する。

パラボラ型気象レーダ３４は、地上においてフェーズドアレイ気象レーダ３２と同様に、例えば、雨や雪などを含む大気の状態を観測する気象レーダである。パラボラ型気象レーダ３４は、パラボラアンテナを備え、このパラボラアンテナを機械的に回転させることにより、パラボラアンテナが向いている方向における大気の状態を観測する。

ライダ３６は、地上からレーザー光を上空に発射し、発射したレーザー光が大気中の微粒子（エアロゾル）等に当たったことによって生じた散乱光を受光した結果に基づいて、ドップラ周波数の変化を導出することにより、レーザー光を発射した領域の風速や風向を導出する。

ウインドプロファイラ３８は、地上から上空に向けて電波を発射し、大気中の風の乱れなどによって散乱され戻ってくる電波を受信した結果に基づいて、上空の風向や風速を導出する。

ゾンデ４０は、気圧や、気温、湿度等の気象要素を測定するセンサを搭載し、測定した情報を送信するための無線送信機を備える。ゾンデ４０は、例えば、地上から上空（およそ高度３０ｋｍ）に、ゴム気球等によって飛ばされ、無線通信機を用いて上空においてセンサによって検出された結果を気象情報処理装置５０に送信する。

気象衛星４２は、気象観測を目的とした人工衛星である。気象衛星４２は、観測結果を含む情報を、気象衛星４２の通信所を介して気象情報処理装置５０に提供する。地上気象観測装置４４は、地上に設けられ、気温や、湿度、風向、風速、降水量等の気象観測を自動的に行い、観測結果を気象情報処理装置５０に提供する。

カメラ４６は、所定の領域を撮像し、撮像した画像を気象情報処理装置５０に提供する。また、カメラ４６は、撮像した画像を解析して、画像が撮像された領域の気象の状態を解析する解析部を備えてもよい。この場合、カメラ４６は、解析部の解析結果（気象の状態）を気象情報処理装置５０に提供してもよい。

［気象情報処理装置］
気象情報処理装置５０は、例えば、データ格納部５２と、数値気象演算部（気象演算部）５４と、情報統合部５６と、リスク判定部（リスク導出部）５８と、ルート情報導出部６０と、制御情報算出部６２と、表示情報生成部６４と、記憶部６６と、表示部６８とを含む。数値気象演算部５４と、情報統合部５６と、リスク判定部５８と、ルート情報導出部６０と、制御情報算出部６２と、表示情報生成部６４とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが記憶部６６に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてよい。また、これらの機能部のうち、全部または一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現され、これらの機能部の機能を実現するための回路構成を有してもよい。また、これらの機能部は、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

記憶部６６は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶媒体と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶媒体とによって実現される。記憶部６６は、プロセッサが実行するプログラムや、各機能部により実行された処理過程や、各機能部により実行された処理結果等の情報を格納する。

データ格納部５２は、第１取得部５２Ａと、第２取得部５２Ｂとを含む。第１取得部５２Ａは、航空機８０から送信された気象に関する情報を取得し、取得した情報（航空機取得情報）をデータ格納部５２に格納する。航空機取得情報には、気象観測報告情報、または動態検知情報のうち１つ以上の情報を含み、この情報には少なくとも気象に関する情報が含まれる。また、第１取得部５２Ａは、支援システム２０と通信する情報処理システム４やデータ配信システム１０等の他のシステムから送信された情報を取得する。第２取得部５２Ｂは、気象観測装置３０の観測結果を取得し、データ配信システム１０で取得した気象観測情報とともに気象観測情報として、データ格納部５２に格納する。

数値気象演算部５４は、データ配信システム１０により配信された数値予報データを初期値として、データ格納部５２に格納された気象観測情報を予測モデルに同化させて数値予報データと整合を求めることで、より細分化した三次元のグリッドに対する気象予測を行う。気象予測とは、所定時刻の気象現象の発生や気象の状態を予測する処理である。より細分化した三次元のグリッドとは、数値予報データが対象とした大きさの三次元のグリッドに比して、小さい三次元のグリッドである。三次元のグリッドとは、ある地点を中心として３方向（例えば、東西（Ｘ）方向・南北（Ｙ）方向・鉛直（Ｚ）方向）に所定幅で分割された分割領域である。予測モデルとは、例えば、ＣＲｅＳＳ（Cloud Resolving Storm Simulator）や、ＷＲＦ（the Weather Research & Forecasting model）である。また、数値気象予測演算部２６は、数値予報データが対象としている情報に比して、より詳細な情報を導出することができる。

情報統合部５６は、データ格納部５２に格納された、航空機８０から取得した航空機取得情報と、気象観測装置３０から取得した気象観測情報とを統合する。また、情報統合部５６は、データ格納部５２に格納された情報、または統合した情報と、気象現象の発生を予測するアルゴリズムや気象状態を予測するアルゴリズム等とに基づいて、現在または将来の気象状態や気象現象の発生に関する情報を導出する。

リスク判定部５８は、データ格納部５２に格納された情報、または情報統合部５６により統合された情報に基づいて、気象現象が発生するリスクを導出する。情報統合部５６およびリスク判定部５８の処理の詳細については後述する。

ルート情報導出部６０は、情報処理システム４等の他の装置から取得した情報に基づいて、対象の航空機のルートを導出する。また、ルート情報導出部６０は、リスク判定部５８により導出されたリスクに基づいてリスクが比較的低く、且つ効率的に目的地に到達することができる経路を導出する。

制御情報算出部６２は、情報統合部５６や、ルート情報導出部６０、または入力された情報に基づいて、フェーズドアレイ気象レーダ３２、パラボラ型気象レーダ３４、またはライダ３６を制御する。これにより、上記の機器が着目する領域が制御される。

表示情報生成部６４は、各機能部の処理結果に基づいて、利用者に提供する情報を生成する。例えば、表示情報生成部６４は、情報統合部５６またはリスク判定部５８の処理結果を含む画像を表示部６８に表示させるための情報を生成する。表示部６８は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイなどの表示装置を含む。表示部６８には、表示情報生成部により生成された情報を含む画像が表示される。

図２は、気象情報処理装置５０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。まず、第１取得部５２Ａが、データ配信システム１０から数値予報データを取得する（ステップＳ１００）。次に、第１取得部５２Ａがデータ配信システム１０から、第２取得部５２Ｂが気象観測装置３０から気象観測情報を取得する（ステップＳ１０２）。次に、数値気象演算部５４が、気象観測情報、数値予報データ、および予測モデルに基づいて気象予測を実行する（ステップＳ１０４）。実行された気象予測の結果は、航空機８０等に提供されてもよい。

次に、第１取得部５２Ａは、二次監視レーダ１２から動態検知情報を取得する（ステップＳ１０６）。次に、第１取得部５２Ａは、データ配信システム１０により送信された気象観測報告情報を取得する（ステップＳ１０８）。なお、第１取得部５２Ａは、航空交通管制情報処理システム２または情報処理システム４から気象観測報告情報を取得してもよい。

次に、情報統合部５６が、ステップＳ１０２、ステップＳ１０６およびステップＳ１０８で取得された情報を統合する（ステップＳ１１０）。情報統合部５６により生成された情報は、「支援情報」の一例である。統合とは、例えば、時刻や、グリッド、航空機８０の航路、気象状態、気象現象ごとに、気象観測情報と、動態検知情報または気象観測報告情報のうち少なくとも１つの情報とを、対応付けたり、関連づけたりすることである。情報統合部５６は、例えば、取得した情報をグリッドおよび情報の種別ごとに分類して統合した統合テーブルＴＢを生成する。図３は、統合テーブルＴＢの一例を示す図である。統合テーブルＴＢは、例えばグリッドＩＤに対して、そのグリッドに対応する、気象観測情報、動態検知情報、および気象観測報告情報が対応付けられた情報である。これにより、気象情報処理装置５０は、グリッドごとの気象状態を詳しく認識することができる。

また、統合には、例えば、フェーズドアレイ気象レーダ３２等から得られる反射強度、降水強度、風向風速等の三次元画像または動画の情報に、動態検知情報や気象観測報告情報等から得られる雷や乱気流、ウィンドシア、着氷等の情報が重ね合わせられることも含まれる。

例えば、航空機８０の経路周辺の雷に関する気象状況を把握したい場合を考える。この場合、情報統合部５６は、気象観測情報としてフェーズドアレイ気象レーダ３２から取得した三次元画像または動画の情報から積乱雲が存在するグリッドの領域を判定し、判定した積乱雲の情報に対して、動態検知情報や気象観測報告情報等から得られた雷の情報を重ね合わせる。そして、表示情報生成部６４は、統合された情報を含む画像を表示部６８に表示させる。

図４は、表示部６８に表示される画像の一例を示す図である。図示する例では、ＸＹＺ方向の三次元の領域において、気象観測情報に基づいて積乱雲が存在すると判定されたグリッドが集合した領域Ａ１と、動態検知情報に基づいて得られた雷が発生していると判定された領域Ａ２と、気象観測報告情報に基づいて得られた雷が発生していると判定された領域Ａ３とを示している。

このように、異なる手法により得られた情報が統合され、利用者に提供されるため、利用者は、各々の積乱雲による発雷状況を把握したり、今後どの積乱雲の発雷リスクが高いかを定性的に判断したりすることができる。重ね合わせられた情報は地方航空局や航空会社、航空地方気象台のみならず、通信衛星１４を介して直接的に航空機８０に提供される。また、制御情報算出部６２は、上記の統合結果に基づいて、フェーズドアレイ気象レーダ３２が観測対象とする領域を導出してもよい。これにより観測対象の領域を絞って集中的または効果的に気象を観測することができる。

上記はあくまでも一例であり、例えば、乱気流やウィンドシアに関する気象状況を把握したい場合は、上記の気象現象の判定要素となる、第１取得部５２Ａおよび第２取得部５２Ｂにより取得された風向風速を重ね合わせてもよいし、着氷に関する気象状況を把握したい場合は、着氷の発生の判定要素となる、第１取得部５２Ａおよび第２取得部５２Ｂにより取得された気温を重ね合わせてもよい。

また、情報統合部５６は、第１取得部５２Ａまたは第２取得部５２Ｂにより取得された情報のうち、一方または双方を解析して取得された情報に比してより詳細な情報を取得したり、取得された情報に基づいて気象に関する予測情報を生成したりしてもよい。この場合、情報統合部５６は、解析結果や、予測情報、気象観測情報、数値予報データ、数値気象演算部５４の処理結果等を組み合わせて、これらの情報を統合してもよい。

また、情報統合部５６は、航空機取得情報に基づいて、気象観測情報を補正して、補正結果を用いた気象状態等の予測を行ってもよい。例えば、情報統合部５６は、あるグリッドにおける航空機取得情報に含まれる温度と、気象観測情報に含まれる温度とに差異がある場合、その差異を他のグリッド（例えば、所定時間後に航空機８０が飛行する経路）における気象観測情報に含まれる温度に反映し、反映結果に基づいて、所定時間後の気象状態や、航空機取得情報を提供した航空機８０が進行する予定の領域の気象状態等の予測を行う。これより、情報統合部５６は、例えば、より精度の高い、所定時間後の気象状態や、所定時間後に発生する気象現象の情報を利用者に提供することができる。

図２の説明に戻る。次に、リスク判定部５８が、統合結果に基づいてリスクを導出する（ステップＳ１１２）。リスク判定部５８により生成された情報は、「支援情報」の他の一例である。リスク判定部５８は、例えば、統合テーブルＴＢを参照して、グリッドごとに、所定の気象現象が発生するリスクを導出する。例えば、リスク判定部５８は、気象観測情報に基づいて算出した指標、動態検知情報に基づいて導出した指標、気象観測報告情報に基づいて導出した指標を統合して、その気象現象が発生するリスクを導出する。

より具体的には、リスク判定部５８は、各指標に対して、各指標に設定された係数を乗算して、乗算した結果が閾値以上である場合、リスクが高いと導出し、乗算した結果が閾値未満である場合、リスクが低いと導出する。例えば、各指標に設定された係数は、気象観測報告情報に基づいて導出された指標に設定された係数、動態検知情報に基づいて導出された指標に設定された係数、気象観測情報に基づいて導出された指標に設定された係数の順で大きい。パイロットにより観測された情報、対象の領域を飛行している航空機８０により取得された情報の順で、情報の信頼性が高いと推定されるためである。

上記のようにリスク判定部５８は、気象現象の発生に対するリスクを導出し、導出したリスクをグリッドと気象現象との組み合わせごとに付与することでリスクテーブルＴＢ１を生成する。図５は、リスクテーブルＴＢ１の一例を示す図である。リスクテーブルＴＢ１は、例えばグリッドＩＤと気象現象の組み合わせに対して、その組み合わせに対応するリスクの情報が対応付けられた情報である。これにより、気象情報処理装置５０は、グリッドごとの気象現象に対するリスクを認識することができる。

例えば、上記のリスクは、フェーズドアレイ気象レーダ３２等から得られた気象観測情報（例えば反射強度や降水強度、風向風速等）と、動態検知情報や気象観測報告情報等から得られる気温や、湿度、気圧等の情報とが組み合わされて導出される。例えば、着氷の発生するリスクを把握したい場合、一般的に着氷の発生条件として気温が０〜マイナス１０数度程度であり、且つ雨滴や水滴が存在することが挙げられる。このため、動態検知情報より得られる航空経路の周辺の気温分布、およびフェーズドアレイ気象レーダ３２等から得られる反射強度分布を組み合わせることで、上記発生条件を満たす空域は着氷発生リスクが高く、逆に満たさない空域は低いと判断できる。なお、条件を満たす度合いでリスクが段階分けされて、ランクが導出されてもよい。

上記はあくまでも一例であり、例えば、乱気流やウィンドシアの発生リスクを把握したい場合は風向風速や気温等、雷の発生リスクを把握したい場合は着氷と同様に気温分布や反射強度分布等が組み合わされてもよい。また、気象現象が発生したとみなされる条件やその判断に用いられる閾値は変更されてもよい。

また、リスク判定部５８は、情報統合部５６により解析された解析結果、生成された予測情報、気象観測情報、数値予報データ、数値気象演算部５４の処理結果等を組み合わせてリスクを導出してもよい。これより、リスク判定部５８は、例えば、気象現象が所定時間後に発生するリスクを、より精度よく利用者に提供することができる。

次に、表示情報生成部６４が、ステップＳ１１２のリスクの情報を含む画像を表示部６８に表示させるための情報を生成し、生成した情報を含む画像を表示部６８に表示させる（ステップＳ１１４）。これにより本フローチャートの処理は終了する。

なお、上述した各処理の順序は変更されてもよい。例えば、上述した例では、ステップＳ１０４で数値気象演算部５４が、気象観測情報、数値予報データ、および予測モデルに基づいて気象予測を実行するものとして説明したが、これに代えて、数値気象演算部５４は、航空機取得情報を取得した後に、気象観測情報、数値予報データ、予測モデル、および航空機取得情報（気象観測報告情報または動態検知情報のうち１つ以上の情報）に基づいて、気象の状態を解析または予測してもよい。解析とは、対象データから、その特徴や傾向・パターン・有意性等を明らかにすることである。解析により、気象観測情報、数値予報データ、予測モデルにより導出された情報、航空機取得情報等に比して、詳細な情報が得られる。この場合、ステップＳ１１０で情報統合部５６は、航空機８０から取得した航空機取得情報と、気象観測装置３０から取得した気象観測情報と、数値気象演算部５４により解析または予測された情報とを統合する。そして、リスク判定部５８は、航空機８０から取得した航空機取得情報と、気象観測装置３０から取得した気象観測情報と、数値気象演算部５４により解析または予測された情報とに基づいて、気象現象に対するリスクを導出する。

図６は、表示部６８に表示される画像の他の例を示す図である。例えば、表示部６８には、ある気象現象の発生に対するリスクが、グリッドごとに対応付けられて表示される。図示するように、ある気象現象に対するリスクが高い領域Ａ１１と、リスクが中程度である領域Ａ１２と、リスクが低い領域Ａ１３とが認識可能に表示部６８に表示される。

また、表示情報生成部６４は、気象現象ごとの発生に対するリスクを示す情報を含む画像を生成してもよい。この場合、利用者が操作部（不図示）に対して所定の操作を行うことにより、表示部６８に表示されている気象現象の発生に対するリスクを示す画像は、他の気象現象の発生に対するリスクを示す情報を示す画像に切り替わる。表示情報生成部６４は、三次元の画像または動画を任意の二次元平面で切って、詳細な情報を確認できるように画像を生成してもよい。また、航空交通管制情報処理システム６などの他のシステムの表示部６８に表示された画像に対して、例えば管制情報上にこれらの気象観測、解析、予測、リスクの情報等が重ね合わせられてもよい。また、導出されたリスクの情報は、リスクの度合い毎に色や濃淡やパターン等を付して、地図等に重ねてマッピングされてユーザに提供されてもよい。

また、表示情報生成部６４に生成された情報は、情報統合部５６またはリスク判定部５８の処理対象となった領域に、所定時間後に進入する、もしくは周辺を飛行する予定の航空機８０に提供されてもよい。また、リスク判定部５８により気象現象が発生するリスクが高い領域に、所定時間後に進入する予定の航空機８０に提供されてもよい。情報が提供された航空機８０は、より精度の高い気象に関する情報に基づいて運航を行うことができる。

また、表示情報生成部６４に生成された情報は、情報処理システム４等に提供されてもよい。上記の情報は、航空機８０が離陸する前に運航経路を決定する場合に参照される。これにより、例えばリスクの高い領域を運航することを回避したり、予測された気象状態に基づいて、目的地までの経路を運航する場合に必要とされる燃料の量を算出したりすることができる。より精度の高い予測された気象状態に基づいて、燃料の量を算出することにより、安全性を加味した最低限必要な燃料を航空機８０に格納することができるため、航空会社にとって経済的である。なお、航空機８０や情報処理システム４に提供される情報は、画像を表示するための情報に限らず、他の形式の情報（例えば音声を出力するための情報）であってもよい。

一般的に、航空管制用レーダで検出される航空機８０の位置および高度情報に対応する気象観測情報（降雨および風向風速情報）が、システムによって取得されている。しかし、航空経路または航空経路周辺における降雨および風向風速情報以外の気象観測情報（例えば、気温、湿度、気圧、風向風速等の気象要素や、雷、乱気流、ウィンドシア、着氷等の気象現象の情報）を得るのは困難であり、安全で効率的な運航に対して充分な観測が行われていなかったり、リスクに関する情報が航空関係者に提供されていなかったりする場合がある。更には、航空機８０とやり取りされる情報には制限があり、気象観測、リスクの情報を三次元画像や動画の形で提供されてこなかった。

これに対して、本実施形態の支援システム２０は、三次元の高速スキャンが可能なフェーズドアレイ気象レーダ３２の観測データや、二次監視レーダ１２のダウンリンク機能で得られる航空機８０の動態検知情報、機長によって報告されるパイロットレポート等を組み合わせてリスクの判断を行ったり、それらを重ね合わせて表示したりすることで、航空機のより一層の安全で最適な運行や運用判断の効率化等を支援することができる。

また、上記のように気象観測情報、リスク情報を航空機８０（機長）に提供することで、機長は、航空経路周辺に積乱雲が複数あり、いずれかを通過せざるを得ない時、どの経路が最も被雷や乱気流遭遇のリスクが低いかを把握した上で、経路決定を行うことができる。特に有視界飛行においては、雨や霧、雲が飛行場もしくは航空路周辺に存在する場合、飛行そのものが困難となるため、支援システム２０は、支援情報を機長に提供することにより、飛行可否および離着陸方向や滑走路決定の判断支援を行うことができる。

また、支援システム２０は、支援情報を航空会社（運航管理者等）や航空局（航空管制官等）に提供することにより、航空会社や航空局は、機長に対して適切かつ迅速な管制指示を行って、航空機８０の運航を支援することができる。例えば、航空会社の場合は、ブリーフィング実施時やフライト中の航空機８０への情報提供時において、また航空局の場合は、特に飛行場周辺や直上域の航空機８０に対して離着陸指示や情報提供を行う「飛行場管制」や航空路へ上昇／飛行場へ下降する航空機８０に対して誘導、助言を行う「ターミナル管制」において、リスクや、各情報の統合結果の提供を行うことにより、安全運航に加え、最適経路によりコストダウンや遅延リスクの低減等、効率的な運航を図ることができる。また、航空地方気象台や気象庁に対しては、元々データが少なく、地上に比べて疎である高層大気の観測データを提供することができ、気象解析、予測の精度向上を図ることができる。

なお、上述した例では、支援情報は、航空機８０や、情報処理システム４に提供されるものとして説明したが、支援情報は、フライトシミュレータに適用されてもよい。支援情報は、航空機取得情報と気象観測情報とが統合された情報であるため、気象観測情報から得られた情報に比して、より実際の気象状態が反映された情報である。このため、支援情報がフライトシミュレータに適用されることにより、実際の気象状態により近似した気象状態がフライトシミュレータにおいて再現される。

また、上述した表示情報生成部６４の機能は、利用者が利用する他の装置に含まれてもよい。この場合、例えば、情報統合部５６の処理結果に基づいて、三次元画像を生成したり、リスク判定部５８の処理結果に基づいて、グリッドごとに気象現象が生じるリスクを示す情報を生成したりする機能部を実現するためのプログラムが他の装置に記憶される。これにより、他の装置においてプログラムが実行され、支援情報に基づいて情報が生成されることにより、利便性の高い情報を利用者に提供することができる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、航空機８０から送信された気象に関する情報を取得する第１取得部５２Ａと、地上において気象の状態が観測された観測データを取得する第２取得部５２Ｂと、第１取得部５２Ａにより取得された気象に関する情報、および第２取得部５２Ｂにより取得された観測データを統合する情報統合部５６とを持つことにより、利用者にとって利便性の高い情報を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…気象情報処理システム、１２…二次監視レーダ、５２…データ格納部、５２Ａ…第１取得部、５２Ｂ…第２取得部、５６…情報統合部、５８…リスク判定部、６４…表示情報生成部、６６…記憶部、６８…表示部、８０…航空機

Claims (12)

1. 航空機の乗員によって提供された気象に関する情報と、
   地上に設けられた二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機の動態情報と、
   前記二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機に設けられた機器の検知結果を示す動態検知情報と、
   気象レーダとは異なる、地上に設置され気象の状態を観測する装置によって観測されたデータを含む観測データと、を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された、前記気象に関する情報、前記動態情報、動態検知情報、および前記観測データを統合する情報統合部と、
   を備える気象情報処理装置。
2. 前記観測データは、前記気象レーダによって観測されたデータ、および前記気象レーダとは異なる、地上に設置され気象の状態を観測する装置によって観測されたデータ、を更に含む、
   請求項１に記載の気象情報処理装置。
3. 前記気象レーダとは異なる、前記地上に設置され気象の状態を観測する装置は、ライダ、ウインドウプロファイラ、または、気温と風速と風向きと降水量とのうち少なくともいずれかを自動的に観測する装置を含む、
   請求項１または２に記載の気象情報処理装置。
4. 前記情報統合部により統合された情報を含む画像を表示部に表示させるための情報を生成する表示制御部を、更に備える、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の気象情報処理装置。
5. 前記情報統合部により統合された情報に基づいて、気象現象に対するリスクを導出するリスク導出部を、更に備える、
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の気象情報処理装置。
6. 前記リスク導出部により導出された気象現象に対するリスクを含む画像を表示部に表示させるための情報を生成する表示制御部を、更に備える、
   請求項５に記載の気象情報処理装置。
7. 航空機の乗員によって提供された気象に関する情報と、
   地上に設けられた二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機の動態情報と、
   前記二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機に設けられた機器の検知結果を示す動態検知情報と、
   気象レーダとは異なる、地上に設置され気象の状態を観測する装置によって観測されたデータを含む観測データと、を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された、前記気象に関する情報、前記動態情報、動態検知情報、および前記観測データに基づいて、気象の状態を解析または予測する気象演算部と、
   を備える気象情報処理装置。
8. 前記観測データは、前記気象レーダによって観測されたデータ、および前記気象レーダとは異なる、地上に設置され気象の状態を観測する装置によって観測されたデータ、を更に含む、
   請求項７に記載の気象情報処理装置。
9. 前記気象レーダとは異なる、前記地上に設置され気象の状態を観測する装置は、ライダ、ウインドウプロファイラ、または、気温と風速と風向きと降水量とのうち少なくともいずれかを自動的に観測する装置を含み、
   前記取得部により取得された情報と、前記気象演算部により解析または予測された情報とを統合する情報統合部を、更に備える、
   請求項７または８に記載の気象情報処理装置。
10. 前記取得部により取得された気象に関する情報と、前記気象演算部により解析または予測された情報とに基づいて、気象現象に対するリスクを導出するリスク導出部を、更に備える、
    請求項７から９のうちいずれか１項に記載の気象情報処理装置。
11. コンピュータが、
    航空機の乗員によって提供された気象に関する情報と、
    地上に設けられた二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機の動態情報と、
    前記二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機に設けられた機器の検知結果を示す動態検知情報と、
    気象レーダとは異なる、地上に設置され気象の状態を観測する装置によって観測されたデータを含む観測データと、を取得し、
    前記取得した、前記気象に関する情報、前記動態情報、動態検知情報、および前記観測データを統合する、
    気象情報処理方法。
12. コンピュータに、
    航空機の乗員によって提供された気象に関する情報と、
    地上に設けられた二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機の動態情報と、
    前記二次監視レーダが航空機と通信することで得られた前記航空機に設けられた機器の検知結果を示す動態検知情報と、
    気象レーダとは異なる、地上に設置され気象の状態を観測する装置によって観測されたデータを含む観測データと、を取得させ、
    前記取得された、前記気象に関する情報、前記動態情報、動態検知情報、および前記観測データを統合させる、
    プログラム。

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