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衛星観測を活用した陸域雲降水粒子のより分け推定と鉛直分布推定アルゴリズムの開発

Research Project

Project/Area Number 20K14834
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 22040:Hydroengineering-related
Research InstitutionJapan, Meteorological Research Institute (2022-2023)
Tokyo Institute of Technology (2020-2021)

Principal Investigator

瀬戸 里枝  気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 研究官 (70799436)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords衛星マイクロ波観測 / 陸域雲降水粒子 / 陸域 / 雲降水粒子より分け推定 / 雲降水粒子 / より分け推定 / 鉛直分布推定 / 雲降水粒子のより分け推定 / 衛星観測
Outline of Research at the Start

昨今の世界的課題である水文気象の極端現象の理解や予測にとって、雲降水粒子の詳細な分布は重要な情報であるが、そのデータは非常に少ない。本研究では、マイクロ波衛星観測から雲降水粒子をより分けて同時推定し、更に可視・近赤外衛星観測の併用でその鉛直分布も適切に推定する手法を開発し、適切な評価を行う。また既存の手法の適用は主に海域に限られるのに対し、本研究では陸域を対象にした推定手法の確立により既存の手法の穴を埋め、広範囲・長期にわたって適用できる推定手法の構築を行う。これにより、本研究は、雲降水粒子の推定手法について、雲+降水、海洋+陸域の2方向に適用範囲を拡張し、技術的ブレークスルーを達成する。

Outline of Annual Research Achievements

Kaバンド帯に属する36GHzのマイクロ波衛星観測データを用いて、陸域の液相雲水量を推定する手法を構築した。雲水量推定の際の大気プロファイルや、雲水量の鉛直分布の設定を様々に変えた感度解析を行うとともに、雲レーダのプロダクトとの比較を行い、本手法の妥当性と限界について詳細な評価を行った。その結果、Kaバンド帯の利用により、液相のみを高精度に推定できる可能性が示された。これまで陸域の雲水量推定は、固相の影響の大きな高周波数のマイクロ波が使われていたが、本研究により、液相と固相のより分け推定の可能性が示された。以上の成果を国際ジャーナルに発表した。
また、昨年度に引き続き、小型衛星観測データから本手法を用いて推定した雲水量を活用したデータ同化・降水予測についても検討し、河川流域スケールの降水予測向上に陸域雲水量が寄与することを示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初計画と同程度の進捗があり、学術論文への発表や国際学会での発表投稿も行った。更に、一定の成果が得られたため、当初の計画にはなかった、現業モデルへの本手法の組み込みの検討を始めている。

Strategy for Future Research Activity

当初計画では、気象予測の初期値作成への応用に向けた、陸域雲水量推定手法の開発のみを計画していたが、現業の数値予測の向上への貢献に向けて、本手法を現業モデルへの組み込みに着手する。これと並行して、雲と雨のより分けの可能性を検討する。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Feasibility of Liquid Water Path Estimation of Over Land Using Satellite-Based Ka-Band Passive Microwave Data2024

    • Author(s)
      Seto Rie、Koike Toshio、Kachi Misako
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      Volume: 62 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1109/tgrs.2023.3340264

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] VIRTUAL OBSERVATION SIMULATION AND OSSE FOR EVALUATION OF OBSERVATION PERFORMANCE AND RAINFALL PREDICTION ACCURACY BY ASSIMILATING SMALL MICROWAVE SATELLITE CONSTELLATION2022

    • Author(s)
      瀬戸 里枝, 鼎 信次郎
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)

      Volume: 78 Issue: 2 Pages: I_511-I_516

    • DOI

      10.2208/jscejhe.78.2_I_511

    • ISSN
      2185-467X
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a innovative estimation algorithm for cloud and precipitation particles over land utilising satellite observation2022

    • Author(s)
      Seto Rie
    • Journal Title

      Impact

      Volume: 2022 Issue: 1 Pages: 12-14

    • DOI

      10.21820/23987073.2022.1.12

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Examining Possibility of Cloud-rain-ice Partitioning Using Satellite-based Cloud Water Estimation Over Land at 36 and 89 GHz2021

    • Author(s)
      瀬戸里枝,鼎信次郎
    • Journal Title

      JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY AND WATER RESOURCES

      Volume: 34 Issue: 3 Pages: 161-180

    • DOI

      10.3178/jjshwr.34.161

    • NAID

      130008052518

    • ISSN
      0915-1389, 1349-2853
    • Year and Date
      2021-05-05
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DEVELOPMENT AND APPLICATION OF A COUPLED ATMOSPHERE AND LAND DATA ASSIMILATION USING SATELLITE KA-BAND MICROWAVE OBSERVATION2021

    • Author(s)
      瀬戸里枝
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)

      Volume: 77 Issue: 2 Pages: I_1345-I_1350

    • DOI

      10.2208/jscejhe.77.2_I_1345

    • NAID

      130008159991

    • ISSN
      2185-467X
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Radiative Characteristics at 89 and 36 GHz for Satellite-Based Cloud Water Estimation Over Land2021

    • Author(s)
      Seto Rie、Aida Kentaro、Koike Toshio、Kanae Shinjiro
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      Volume: 59 Issue: 2 Pages: 1355-1368

    • DOI

      10.1109/tgrs.2020.2996239

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 36と89GHzの衛星マイクロ波観測による陸域雲水量の雲降水粒子より分け推定の可能性の検討2021

    • Author(s)
      瀬戸里枝,鼎信次郎
    • Journal Title

      水文・水資源学会誌

      Volume: 34

    • NAID

      130008052518

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 仮想観測シミュレーションとOSSEによる小型マイクロ波衛星群データ同化の短期降水予測に対する効果の検討2023

    • Author(s)
      瀬戸 里枝,鼎 信次郎
    • Organizer
      日本気象学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] AMSR-E/AMSR2 を用いた陸域雲降水粒子の観測とその同化による短期降水予測手法の開発2022

    • Author(s)
      瀬戸 里枝,牛山 朋來,小池 俊雄
    • Organizer
      日本気象学会2022年度秋季大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Examining possibility of cloud/rain/ice water path partitioning over land using passive microwave observations2021

    • Author(s)
      Rie Seto and Shinjiro Kanae
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cloud water content estimation over land and its validation using A-train satellites2020

    • Author(s)
      Rie Seto, Toshio Koike and Shinjiro Kanae
    • Organizer
      American Geophysical Union, Fall Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 衛星マイクロ波放射計を用いた陸域雲水量の推定2020

    • Author(s)
      瀬戸里枝,小池俊雄,鼎信次郎
    • Organizer
      日本気象学会2020年度秋季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] How much is the accuracy of land emissivity representation necessary for adequate cloud water content estimation over land using satellite-based passive microwave remote sensing?2020

    • Author(s)
      Rie Seto, Kentaro Aida, Toshio Koike and Shinjiro Kanae
    • Organizer
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020: Virtual
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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