Validation for the measurement accuracy of soil moisture by radiometers of earth observation satellites using micro-probes of TDR
| Project/Area Number |
22K12357
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
開發 一郎 広島大学, 総合科学研究科, 名誉教授 (60160959)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 土壌水分 / TDRコイルプローブ / マイクロ波放射計 / 地球観測衛星 / 土壌水分測定検証 / モンゴル高原 / 検証 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は独自に開発した深度1cmの土壌水分測定が可能なTDRコイルプローブ（CP:直径4.5mmで感部長40mmの棒状TDRコイルプローブ）の地表面土壌薄層への適用性を明らかにし、モンゴル高原試験域で2009年から実施している本CPによる深度1㎝と3㎝の定点土壌水分測定データを用いてAMSR2・SMOSのマイクロ波土壌水分測定検証を行い、さらに複数点の深度3㎝・10cmのTDR2線プローブデータに基づいた数値解析（水収支物理モデル他を活用）の深度1㎝の推定面積土壌水分値とAMSR2・SMOSの土壌水分データの比較解析による高度土壌水分測定精度の検証を試み、地上土壌水分測定の最適深度を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、独自に開発を進めてきたマイクロスケールのTDRコイルプローブ（CP40:直径4.5mmで感部長40mmの棒状TDRコイルプローブ）を実際の地表面土壌薄層へ適用し、深度1㎝の土壌水分測定を行って地球観測衛星の土壌水分測定の検証を試みるものである。そのためにCP40の基本的な動作性能（温度影響を含む）や測定精度および安定性を室内・特定模型実験で明らかにし、モンゴル高原試験域で2008年から実施している本CPによる深度1㎝と3㎝の単定点土壌水分測定データの測定の安定性と精度および耐久性を解析し、それらを用いて地球観測衛星センサーのAMSR2とSMOSのマイクロ波土壌水分測定検証に挑む。
さらに、試験域内の複数点の深度3㎝・10cmの土壌水分測定のための従来型２線TDRプローブデータに基づいた数値解析または物理モデルや経験モデル他を活用し、深度1㎝の推定面積土壌水分値とAMSR2とSMOSの土壌水分データの比較解析から両衛星センサーの土壌水分測定精度の検証を試み、地上土壌水分測定の最適深度を検討する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は、従来行った室内実験・砂箱模型でのCPの基本特性と土壌水分測定の状況を再解析したが、再解析の検討に時間を要したことや洗い出された問題点に伴う補足実験の準備などのために、当初予定していた補完実験をすべて実施できなかった（温度影響の実験は試験実験を実施）。また、試験域（モンゴル高原50km x 50km 試験地：マンダルゴビサイト（MGS）他6点のサイト有、地表面は裸地－草原、砂質土壌）の長期土壌水分データの解析もすべて行えなかった。具体的には、CPの複数の実験土への適用性と測定精度を再解析し、補完的校正実験を実施した。その後、試験域の2008年からのCPと従来型TDR2線プローブ（7サイト）の土壌水分データと基本気象要素（MGS）のデータ品質の解析を2008年-2017年について実施した（土壌水分移動数値実験用ワークステーション利用した）。さらに、試験域の基本サイトのMGSの単定点野外試験CPの2008年から2017年までの土壌水分状況を把握し、地表面土壌薄層（深度0-3㎝）の土壌水分挙動機構を解明した。初年度の研究成果を中間報告として関連学会（日本地下水学会と水文・水資源学会）にて発表し、関連国際学術雑誌に投稿した（現在、査読中）。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、前年度に実施できなかった温度影響の補足実験を完遂し、さらにモンゴル国の試験域のマンダルゴビサイト（MGS）他6点のサイトの2018年-2021年のデータ（CPと従来型TDR2線プローブの土壌水分データと基本気象要素（MGS）のデータ）の信頼性・適用性などの品質の解析を行う。また、補完実験として現地（MGS）に深度1cmの土壌水分の代表性の実験を行うと共に、複数点の深度1㎝の土壌水分の測定をサンプリングし、採取した深度1㎝土壌の基本土壌物理実験を実施して土壌の物理性を明らかにする。同時に、試験域の全サイト（状況によりモンゴル国のルーチン観測点を含む）のデータを用い、土壌水分や降雨及び地温の空間分布を解析し、試験域の深度1㎝の面積土壌水分の推定のための土壌水分移動の数値シミュレーションモデル（HYDRUSを利用の予定）または独自の物理モデル・経験モデルの地表面境界や初期の設定条件の推定方法の検討を行い、面積土壌水分の推定モデルを構築する予定である。
2024年度は2023年度に構築した深度1㎝の面積土壌水分の推定モデルを適用し、地球観測衛星の土壌水分測定データとの比較検討を行い、AMSR2とSMOSの比較解析からAMSR2とSMOSの土壌水分データの土壌水分測定精度の検証を試み、地上検証のための最適深度を議論する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
