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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

Research Project

Project/Area Number 18K11611
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research InstitutionHokkaido 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 Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥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 / 大気海洋相互作用 / マイクロ波放射計 / マイクロ波散乱計 / 台風 / 熱帯低気圧 / 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する.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する.
今年度は,昨年度までに引き続き,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れた.このアルゴリズムを使用して,2011年~2020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.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

計画調書に記載した,高風速域データセットの作成・拡張,検証,相互比較がほぼ完了した.しかしながら,コロナ禍の影響によって成果発表を予定していた学会,シンポジウム等が延期・中止になった.また,研究分担者,国内外の研究協力者との研究打ち合わせも電子メール,ウェブ会議に限定されており,研究の最後の詰めと論文化,データセットの公開が遅れている.

Strategy for Future Research Activity

研究期間を再度延長したことにより,検証用の航空機搭載 SFMR の観測データがさらに1年分増える見通しで,それを用いて,これまでに作成した高風速域の風速データセットの検証と誤差要因の特定をさらに進める予定である.また,次年度,新型コロナ感染の状況が改善されれば,研究分担者・研究協力者(国内外)との研究打ち合わせを開催するとともに,国際学会やシンポジウムなどに参加して研究成果を発表したい.改善が望めない場合は,ウェブ会議や電子メール,文書のやり取りで研究を遂行する.

Report

(4 results)
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(23 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Fundamental studies concerning observations of the sea surface by spaceborne microwave sensors and their applications for oceanography2022

    • 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
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Salinity regime of the northwestern Bering Sea shelf2021

    • 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

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • 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 data2020

    • Author(s)
      Ebuchi, N.
    • Journal Title

      Proceedings of IGARSS 2020

      Volume: なし Pages: 5777-5778

    • DOI

      10.1109/igarss39084.2020.9324032

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Distinctive spring phytoplankton bloom in the Bering Strait in 2018: A year of historically minimum sea ice extent2020

    • Author(s)
      Kikuchi, G., H. Abe, T. Hirawake, and M. Sampei
    • Journal Title

      Deep-Sea Research, Part II

      Volume: 181-182

    • DOI

      10.1016/j.dsr2.2020.104905

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stratification in the northern Bering Sea in early summer of 2017 and 20182020

    • 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

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • 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

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Journal Article] Aquarius reveals eddy stirring after a heavy precipitation event in the subtropical North Pacific2018

    • Author(s)
      Abe Hiroto、Ebuchi Naoto、Ueno Hiromichi、Ishiyama Hiromu、Matsumura Yoshimasa
    • Journal Title

      Journal of Oceanography

      Volume: 75 Pages: 37-50

    • DOI

      10.1007/s10872-018-0482-0

    • NAID

      40021804507

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of All-Weather SEA Surface Wind Speed Product from GCOM-W/AMSR2 Microwave Radiometer2018

    • 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

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Evaluation of marine surface wind observed by AMSR2 on GCOM-W12022

    • Author(s)
      Ebuchi, N.
    • Organizer
      Joint PI Workshop of Global Environmental Observation Mission 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] All-weather Sea Surface Wind Speed Product from AMSR2 for Extreme Wind and Heavy Rain Conditions and Present Status of AMSR32022

    • Author(s)
      Ebuchi, N.
    • Organizer
      Ocean Sciences Meeting 2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [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
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • 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 data2020

    • Author(s)
      Ebuchi, N.
    • Organizer
      IGARSS 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • 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
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [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)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • 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)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • 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
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • 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
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [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
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [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)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aquarius reveals eddy stirring after a heavy precipitation event in the subtropical North Pacific2018

    • Author(s)
      Abe, H., N. Ebuchi, H. Ueno, H. Ishiyama, and Y. Matsumura
    • Organizer
      North Pacific Marine Science Organization (PICES) Annual Meeting 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • 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
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • 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
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [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
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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