L-バンドマイクロ波センサを使った高風速・強降雨域の海上風速推定

• Project/Area Number: 18K11611
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 江淵 直人 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10203655)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 泰人 北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (40627246)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 衛星リモートセンシング / 海上風 / L-バンドマイクロ波センサ / 熱帯低気圧 / 台風 / 降雨補正 / 大気海洋相互作用 / マイクロ波放射計 / マイクロ波散乱計 / 海上風観測 / L-バンドマイクロ波

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，近年入手が可能になった衛星搭載 L-バンドマイクロ波センサ（放射計，散乱計，合成開口レーダ）のデータを利用し，熱帯低気圧中心部などの高風速・強降雨域の海上風速を高精度で推定する手法を開発することを目的とした．これまで，衛星観測による高風速域の海上風速は，基準となる正確な現場観測データを得る手法がないため，主に，中風速域で求めた係数等を高風速域に外挿することで推定されており，精度の評価も難しい状況であった．これに対し，本研究では，降雨の影響が少ない L-バンドマイクロ波センサの観測データを利用し，最近の国際ワークショップで推奨された校正済みの航空機搭載マイクロ波放射計のデータを基準風速とする手法を適用して，高風速（20 m/s 以上）・強降雨域の海上風速を高精度（± 7 m/s 以内）で推定するアルゴリズムを開発し，台風・ハリケーン・サイクロンなどの熱帯低気圧周辺の高風速域のデータセットを作成した．
米国海洋大気庁の研究協力者から入手したドロップゾンデデータで校正済みの航空機搭載 Stepped-Frequency Microwave Radiometer (SFMR) の最新版データに空間平滑化を施すことによって作成した衛星センサの空間分解能（30～60 km） に対応する基準データを使用して，Aquarius 衛星および SMAP 衛星に搭載されたL-バンドマイクロ波放射計用の風速算出アルゴリズムを作成した．このアルゴリズムで算出したハリケーン周辺の高風速・強降雨域の海上風速データは，残差の標準偏差 3.8 m/s 程度で基準データとよく一致することが示さ，当初の目標精度は達成できた．このアルゴリズムを使用して，2011－2022年の北太平洋・北大西洋の台風・ハリケーン周辺の海上風のデータセットを作成した．

Research Products

• [Journal Article] Fundamental studies concerning observations of the sea surface by spaceborne microwave sensors and their applications for oceanography (2022)
  • Author(s): Ebuchi Naoto
  • Journal Title: Oceanography in Japan Volume: 31 Issue: 1 Pages: 1-21
  • DOI: 10.5928/kaiyou.31.1_1
  • NAID: 130008159832
  • ISSN: 0916-8362, 2186-3105
  • Year and Date: 2022-02-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Salinity regime of the northwestern Bering Sea shelf (2021)
  • Author(s): Abe Hiroto、Nomura Daiki、Hirawake Toru
  • Journal Title: Progress in Oceanography Volume: 198 Pages: 102675-102675
  • DOI: 10.1016/j.pocean.2021.102675
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparison of spatial distribution of high wind speed around typhoons derived from AMSR2 All-weather Sea Surface Wind Product with JMA best-track data (2020)
  • Author(s): Ebuchi, N.
  • Journal Title: Proceedings of IGARSS 2020 Volume: なし Pages: 5777-5778
  • DOI: 10.1109/igarss39084.2020.9324032
• [Journal Article] Distinctive spring phytoplankton bloom in the Bering Strait in 2018: A year of historically minimum sea ice extent (2020)
  • Author(s): Kikuchi, G., H. Abe, T. Hirawake, and M. Sampei
  • Journal Title: Deep-Sea Research, Part II Volume: 181-182 Pages: 104905-104905
  • DOI: 10.1016/j.dsr2.2020.104905
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stratification in the northern Bering Sea in early summer of 2017 and 2018 (2020)
  • Author(s): Ueno, H., M. Komatsu, Z. Ji, R. Dobashi, M. Muramatsu, H. Abe, K. Imai, A. Ooki, and T. Hirawake
  • Journal Title: Deep-Sea Research, Part II Volume: 181-182 Pages: 104820-104820
  • DOI: 10.1016/j.dsr2.2020.104820
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Long-term observations of the global water cycle, air-sea interactions and polar environments by GCOM-W/AMSR2. (2019)
  • Author(s): Ebuchi, N., M. Kachi, H. Fujii, T. Maeda, N. Ono, M. Kasahara, H. Shimoda, and the AMSR2 Science Team
  • Journal Title: Proceedings of 2019 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS 2019) Volume: なし Pages: 4674-4676
  • DOI: 10.1109/igarss.2019.8898202
• [Journal Article] Aquarius reveals eddy stirring after a heavy precipitation event in the subtropical North Pacific (2018)
  • Author(s): Abe Hiroto、Ebuchi Naoto、Ueno Hiromichi、Ishiyama Hiromu、Matsumura Yoshimasa
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 75 Issue: 1 Pages: 37-50
  • DOI: 10.1007/s10872-018-0482-0
  • NAID: 40021804507
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of All-Weather SEA Surface Wind Speed Product from GCOM-W/AMSR2 Microwave Radiometer (2018)
  • Author(s): Ebuchi Naoto
  • Journal Title: Proceedings of 2018 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS 2018) Volume: - Pages: 6663-6666
  • DOI: 10.1109/igarss.2018.8519042
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Latest Status of the AMSR Series (2022)
  • Author(s): Naoto Ebuchi, Misako Kachi, Rigen Shimada, Eri Yoshizawa, Hideyuki Fujii, Keiichi Ohara, Marehito Kasahara, Kazuya Inaoka, and Yasushi Kojima
  • Organizer: International Ocean Vector Winds Science Team Meeting 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Overview of Ocean Observations by AMSR2 on GCOM-W and Development of AMSR3 on GOSAT-GW (2022)
  • Author(s): Naoto Ebuchi, Misako Kachi, Rigen Shimada, Eri Yoshizawa, Hideyuki Fujii, Keiichi Ohara, Marehito Kasahara, Kazuya Inaoka, and Yasushi Kojima
  • Organizer: International Symosium on Remote Sensing 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Overview of Ocean Observations by AMSR2 and Development of AMSR3 (2022)
  • Author(s): Naoto Ebuchi, Misako Kachi, Rigen Shimada, Eri Yoshizawa, Hideyuki Fujii, Keiichi Ohara, Marehito Kasahara, Kazuya Inaoka, and Yasushi Kojima
  • Organizer: The 25th AMS Conference on Satellite Meteorology, Oceanography, and Climatology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] AMSR2による海洋観測と後継機AMSR3の開発 (2022)
  • Author(s): 江淵 直人・可知 美佐子・島田 利元・吉澤 枝里・藤井 秀幸・小原 慧一・笠原 希仁・稲岡 和也・小島 寧
  • Organizer: 海洋理工学会令和４年度春季大会
• [Presentation] 衛星データを利用した海況変動解析の研究（2022年度海洋理工学会顕功賞受賞記念講演） (2022)
  • Author(s): 江淵 直人
  • Organizer: 海洋理工学会令和４年度秋季大会
  • Invited
• [Presentation] ベーリング海における海氷の多寡がアラスカでの陸上降雪, ユーコン川を経て海洋に与える潜在的影響 (2022)
  • Author(s): 阿部 泰人・米澤 知也・小林 健人・香川 智郎・大畑 茉滉・上野 洋路・平譯 享
  • Organizer: 2022年度日本海洋学会秋季大会
• [Presentation] Evaluation of marine surface wind observed by AMSR2 on GCOM-W1 (2022)
  • Author(s): Ebuchi, N.
  • Organizer: Joint PI Workshop of Global Environmental Observation Mission 2021
• [Presentation] All-weather Sea Surface Wind Speed Product from AMSR2 for Extreme Wind and Heavy Rain Conditions and Present Status of AMSR3 (2022)
  • Author(s): Ebuchi, N.
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting 2022
• [Presentation] 衛星マイクロ波センサーに関する基礎研究と海洋学への応用（2021年度日本海洋学会賞受賞記念講演） (2021)
  • Author(s): 江淵 直人
  • Organizer: 2021年度日本海洋学会秋季大会
  • Invited
• [Presentation] Comparison of spatial distribution of high wind speed around typhoons derived from AMSR2 All-weather Sea Surface Wind Product with JMA best-track data (2020)
  • Author(s): Ebuchi, N.
  • Organizer: IGARSS 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アナディール湾における水塊の経年変動 (2020)
  • Author(s): 阿部 泰人，野村 大樹，平譯 享
  • Organizer: 2020年度日本海洋学会秋季大会
• [Presentation] Evaluation of all-weather sea surface wind speed product from GCOM-W/AMSR2. (2019)
  • Author(s): Ebuchi, N.
  • Organizer: International Ocean Vector Winds Science Team Meeting 2019 (IOVWST 2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Long-term observations of the global water cycle, air-sea interactions and polar environments by GCOM-W/AMSR2. (2019)
  • Author(s): Ebuchi, N., M. Kachi, H. Fujii, T. Maeda, N. Ono, M. Kasahara, H. Shimoda, and the AMSR2 Science Team
  • Organizer: 2019 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS 2019)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Evaluation of all-weather sea surface wind speed product from GCOM-W/AMSR2 spaceborne microwave radiometer. (2019)
  • Author(s): Ebuchi, N.
  • Organizer: American Meteorological Society 2019 Joint Satellite Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] AMSR シリーズで観測された海上風速データの長期安定性について. (2019)
  • Author(s): 江淵直人
  • Organizer: 日本海洋学会2019年度秋季大会
• [Presentation] 衛星搭載マイクロ波放射計AMSRシリーズで観測された海上風速の長期安定性について. (2019)
  • Author(s): 江淵直人
  • Organizer: 2019年度海洋理工学会秋季大会
• [Presentation] Evaluation of all-weather sea surface wind speed product from GCOM-W/AMSR2 microwave radiometer. (2018)
  • Author(s): Ebuchi, N.
  • Organizer: 2018 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS 2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Aquarius reveals eddy stirring after a heavy precipitation event in the subtropical North Pacific (2018)
  • Author(s): Abe, H., N. Ebuchi, H. Ueno, H. Ishiyama, and Y. Matsumura
  • Organizer: North Pacific Marine Science Organization (PICES) Annual Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evaluation of all-weather sea surface wind speed product from GCOM-W/AMSR2 spaceborne microwave radiometer. (2018)
  • Author(s): Ebuchi, N.
  • Organizer: International Symposium on Remote Sensing (ISRS) 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] GCOM-W/AMSR2 全天候海上風速データの精度評価 (2018)
  • Author(s): 江淵直人
  • Organizer: 日本海洋学会2018年度秋季大会
• [Presentation] GCOM-W/AMSR2 全天候海上風速データの精度評価（その２） (2018)
  • Author(s): 江淵直人
  • Organizer: 平成30年度海洋理工学会秋季大会
• [Book] リモートセンシング事典 (2022)
  • Author(s): 日本リモートセンシング学会編
  • Total Pages: 752
  • Publisher: 丸善出版
  • ISBN: 9784621307762