Development of algorithm for retrieving SLCPs O3 concentrations from Himawari-8 and 9

• Project/Area Number: 17K18801
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Saitoh Naoko 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 准教授 (50391107)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2017: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 短寿命気候汚染物質 / オゾン / 人工衛星 / 雲判定 / リトリーバルアルゴリズム開発 / ひまわり8号 / GOSAT / GOSAT-2 / 地球観測 / 大気現象 / リモートセンシング

Outline of Final Research Achievements

This study has developed an algorithm to detect clouds using Himawari-8 data and selected coincident Hiwamari-8 and GOSAT/TANSO-FTS observations under clear-sky conditions. This study has also developed an algorithm on the basis of non-linear maximum a posteriori method for retrieving vertical ozone profiles from 9.6 μm radiance spectra of GOSAT/TANSO-FTS and compared ozone profiles in East Asia retrieved by using the developed algorithm with ozone profiles observed with ozonesonde. The comparison results showed that retrieved GOSAT ozone profiles and coincident ozonesonde profiles agreed well to each other. This study demonstrates that GOSAT can capture characteristics of surface ozone distributions judging from comparisons with ozone data from surface ozone observation networks, although it is rather difficult to derive information on surface ozone distributions only from Himawari-8 radiance data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

対流圏オゾンはオゾン総量のわずか10%以下であるが、短寿命気候汚染物質であり、極めて有毒な大気汚染物質である。全球での対流圏オゾンのモニタリングには、衛星搭載センサーによる観測が有効であるが、対流圏オゾンの濃度の情報のみを宇宙から精度よく観測することは原理的に大変難しい。本研究によって、静止気象衛星の低波長分解能センサーのバンドデータ単独では地表オゾンの情報を得ることは難しいものの、高頻度観測が可能な下方視型センサーの高波長分解能データからは地表オゾンの濃度分布の特徴の抽出は可能であることが示され、今後の衛星による地表オゾン・対流圏オゾンの長期モニタリングの可能性に道筋をつけられたと考える。

Research Products

• [Presentation] 87.GOSAT/TANSO-FTSの熱赤外バンドの観測から得られた科学的成果 (2019)
  • Author(s): 齋藤尚子、小坂真悟、小林陽菜子、白木雅人
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] ひまわり8号データを用いたGOSAT衛星の雲判定精度の検証 (2019)
  • Author(s): 北村克樹、齋藤尚子
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2019年大会
• [Presentation] Validation of cloud judgements in TANSO-FTS FOVs by using Himawari-8/AHI data (2019)
  • Author(s): Katsuki Kitamura and Naoko Saitoh
  • Organizer: The 15th International Workshop of Greenhouse Gas Measurements from Space (IWGGMS) Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ひまわり8号データを用いたGOSAT衛星の雲判定制度の検証 (2019)
  • Author(s): 北村克樹、齋藤尚子
  • Organizer: 第24回大気化学討論会
• [Presentation] Validation of GOSAT cloud determination by Himawari－8 data (2018)
  • Author(s): K. Kitamura and N. Saitoh
  • Organizer: 2018 joint 14th iCACGP Quadrennial Symposium and 15th IGAC Science Conference
  • Int'l Joint Research