Development of stable coastal blue carbon distribution survey methods using satellites, observations, models, and AI
| Project/Area Number |
23K26210
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| Project/Area Number (Other) |
23H01516 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22040:Hydroengineering-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
作野 裕司 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (20332801)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩本 洋子 広島大学, 統合生命科学研究科(総), 准教授 (60599645)
陸田 秀実 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (80273126)
小原 静夏 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 特任助教 (10878276)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
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| Keywords | リモートセンシング / ブル―カーボン / 現地調査 / モデル / 瀬戸内海 / ブルーカーボン / エアロゾル / 一次生産 / 音響トモグラフィー / 光合成速度 / 数値モデル |
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| Outline of Research at the Start |
近年，地球温暖化に関連して，広域にわたる海藻や海草，植物プランクトン生態系による炭素吸収量いわゆる「ブルーカーボン」の継続的な評価が期待されている．本研究ではリモートセンシング，エアロゾル，水産学，数値モデルの専門家から構成する研究集団で，瀬戸内海をテストサイトとして，衛星および観測，数値モデル，AIを駆使した沿岸のブルーカーボン分布を安定的に調査する手法の開発を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，「小テーマ1：衛星による消散係数比と藻の種判別の安定的算出法開発」，「小テーマ2：粒径測定によるエアロゾルのαの安定的算出法開発」，「小テーマ3：PAMを利用した衛星用簡易PB推定手法の開発」，「小テーマ4：衛星・音響データを同化した高精度ブルーカーボン予測手法開発」の４つの小テーマを研究する．このうち2023年度は，以下のような研究実績を得た．
小テーマ1に関しては，まず，消散係数を測定するための機器を購入し，竹原沖の測点において消散係数計測を行い，機器の動作確認を行った．藻の種判別算出法開発においては，過去の分光データを利用して，アマモ，ガラモ，アオサの分離アルゴリズムを構築した．そして，実際にSentinel-2画像に適用して，その有効性を検証した．また，潮位の推定のための水位計も購入しため池において動作確認を行った．
2)に関しては，エアロゾルの基本的な時系列特性を調べるため，2023年11月に対象藻場地帯に隣接する広島大学瀬戸内CN国際共同研究センター屋上に気象観測システムを設置して，風速，気温，日射量，降水強度の連続測定を開始した．さらに，ポータブルサンフォトメータとパーティクルカウンタを使って，藻場域のエアロゾルの粒径に関する計測も3回実施した．
3)に関しては，まず藻場地域の光・温度環境の基礎的なデータを取得するため，藻場地帯に近い安芸津湾に照度・温度ロガーを設置して，時系列データの取得を開始した．さらにPAMによるPBの推定研究に不可欠なクロロフィルa濃度や栄養塩データを得るための採水・測定を2023年度中に4回（5月，8月，11月，3月），竹原沖で行った．
4)に関しては，広島大学で自作された音響トモグラフィー装置の動作確認を室内・野外で行うとともに，そのデータを数値モデルに同化するための準備を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画した研究計画に沿って、おおむね順調に進展している．具体的には「研究実績の概要」で記述したように，まず研究計画に沿った分光消散係数，エアロゾル（パーティクルカウンタ），水位観測用装置を購入し，藻場地帯等において実測するとともに，エアロゾルや水温・照度に関しては，定点観測データも継続的に得られる観測システムを整えた．藻場の種判別に関する成果の一部は雑誌「Water」（SCI論文）で公表し（Song and Sakuno, 2023），アマモとアオサの分離に関しては，日本リモートセンシング学会の学術講演会でポスター発表として公表した（飯塚・作野，2023）．モデルに関しては，音響トモグラフィーによる計測を試行するとともに，小テーマ１～３の結果を融合するための準備的な試行実験が行われた．以上のことから、本研究は現在まで順調に実施されていると自己評価できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究も，おおむね当初の計画通りで推進していけばよいと考える．ただし，若干遅れている消散係数データ，エアロゾルデータ，PBデータの現地収集は，2024年度に船による観測回数を増やし（毎月1-2回程度），さらにデータセット収集を進める必要がある．また，衛星による安定的消散係数比，αの推定に関しても現地観測と並行して試行させる必要がある．PAMについても，今後検討していく予定である．数値モデルの予測に関しては，小テーマ1～3のデータがそろう次年度後半～最終年度で実際の成果が出るので，さらに研究の進展を目指す．今後も4つの小テーマ研究をしっかり連結させることにより、研究の目標実現に近づけたい．
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Report
(1 results)
Research Products
(24 results)
