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衛星・地上観測による巻雲の微物理・光学特性の実態解明

Research Project

Project/Area Number 14J02947
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Meteorology/Physical oceanography/Hydrology
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

齊藤 雅典  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords衛星観測 / 巻雲 / 氷粒子形状 / リモートセンシング / 微物理特性 / 光学特性 / デジタルカメラ / 雲判別
Outline of Annual Research Achievements

巻雲の氷粒子の形や大きさは千差万別で実態はよくわかっておらず、地球の放射収支の不確実性を増大させる要因であることが知られている。特に氷粒子形状に起因する放射効果は、産業革命以降の温室効果ガス増加による放射収支の変化と同程度の不確実性を持っており、 全球をカバーする氷粒子形状の観測的研究が必要とされている。申請者は本年度、極軌道衛星に搭載された複数の観測データを用いて巻雲の微物理特性と氷粒子形状を推定するアルゴリズムを開発した。推定誤差の解析や、他の衛星観測雲プロダクトとの比較の結果、開発したアルゴリズムは従来の手法と比べて高精度に巻雲の微物理特性が推定可能であることが示された。また、巻雲の氷粒子形状のうち、プレート型氷粒子の混合比と氷粒子表面の粗度が推定できることを示した。
巻雲の氷粒子形状に着目した全球解析の結果、巻雲の氷粒子形状に関して(1)プレート型氷粒子の混合比における顕著な温度依存性及び緯度依存性、(2)水平配向したプレート型氷粒子が後方散乱強度に影響を及ぼすことで、能動型ライダー観測から推定された巻雲の光学的厚さにバイアスを引き起こす点を明らかにした。これらの成果をまとめて国際学会で発表を行い、国際学術雑誌に論文が受理された(Saito et al., 2017, Journal of Geophysical Research Atmosphere, 3/31/2017受理)。加えて、前年度に開発を行った雲判別手法に関する論文(Saito and Iwabuchi, 2016, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology)と、赤外多波長観測から雲の微物理特性を推定する手法の論文(Iwabuchi et al., 2016, Progress in Earth and Planetary Science; 第2著者)がそれぞれ国際学術雑誌に出版された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] テキサスA&M大学/コロラド大学(米国)

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ice particle morphology and microphysical properties of cirrus clouds inferred from combined CALIOP-IIR measurements2017

    • Author(s)
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi, Ping Yang, Guanglin Tang, Michael D. King, Miho Sekiguchi
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research - Atmospheres

      Volume: 印刷中 Issue: 8 Pages: 4440-4462

    • DOI

      10.1002/2016jd026080

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cloud discrimination from sky images using a clear sky index2016

    • Author(s)
      Saito, M., H. Iwabuchi
    • Journal Title

      Journal of Atmospheric and Oceanic Technology

      Volume: 33 Issue: 8 Pages: 1583-1595

    • DOI

      10.1175/jtech-d-15-0204.1

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Retrieval of radiative and microphysical properties of clouds from multispectral infrared measurements2016

    • Author(s)
      Hironobu Iwabuchi, Masanori Saito, Yuka Tokoro, Nurfiena Sagita Putri, Miho Sekiguchi
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Science

      Volume: 32 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s40645-016-0108-3

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Estimation of spectral distribution of sky radiance using a commercial digital camera2016

    • Author(s)
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi, Isao Murata
    • Journal Title

      Applied Optics

      Volume: 55 Issue: 2 Pages: 415-424

    • DOI

      10.1364/ao.55.000415

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A new method of measuring aerosol optical properties from digital twilight photographs2015

    • Author(s)
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi
    • Journal Title

      Atmospheric Measurement Techniques

      Volume: 8 Issue: 10 Pages: 4295-4311

    • DOI

      10.5194/amt-8-4295-2015

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A new method of measuring aerosol optical properties from digital twilight photographs2015

    • Author(s)
      Saito M., and H. Iwabuchi
    • Journal Title

      Atmospheric Measurement Techniques Discussions

      Volume: 8 Pages: 191-234

    • DOI

      10.5194/amtd-8-191-2015

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Microphsycal properties and ice particle morphology of cirrus clouds inferred from combined CALIOP-IIR measurements2016

    • Author(s)
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi, Ping Yang, Guanglin Tang, Michael D. King, Miho Sekiguchi
    • Organizer
      AGU Fall meeting 2016
    • Place of Presentation
      San Fransisco, USA
    • Year and Date
      2016-12-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cloud discrimination and spectral estimation from digital sky images2015

    • Author(s)
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi, Isao Murata
    • Organizer
      2015 AGU fall meeting
    • Place of Presentation
      San Fransisco, The USA
    • Year and Date
      2015-12-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] デジタルカメラを用いた雲検知アルゴリズムの開発と検証2015

    • Author(s)
      齊藤雅典、岩渕弘信
    • Organizer
      2015年度日本気象学会秋季大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-10-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] デジタルカメラを用いた天空光のスペクトルを推定する手法の開発2015

    • Author(s)
      齊藤雅典、岩渕弘信
    • Organizer
      2015年度日本気象学会春季大会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-05-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Aerosol retrieval from twilight photographs taken by a digital camera2014

    • Author(s)
      Masanori Saito and Hironobu Iwabuchi
    • Organizer
      The 2014 AGU fall meeting
    • Place of Presentation
      Moscone hall, San Fransisco, USA
    • Year and Date
      2014-12-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 薄明の空の写真からエアロゾル光学特性を推定するアルゴリズムの開発2014

    • Author(s)
      齊藤雅典、岩渕弘信
    • Organizer
      2014年度日本気象学会秋季大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2014-10-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Algorithm development for aerosol retrieval from twilight photographs2014

    • Author(s)
      Masanori Saito and Hironobu Iwabuchi
    • Organizer
      International Conference on Clouds and Aerosol (ICCA)
    • Place of Presentation
      Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, China
    • Year and Date
      2014-06-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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