2015 Fiscal Year Annual Research Report
衛星搭載アクティブ・パッシブセンサーデータの複合利用による全球エアロゾル解析
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15H02808
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
西澤 智明 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 主任研究員 (10462491)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 玲 気象庁気象研究所, 気候研究部, 研究官 (00414508)
日暮 明子 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 主任研究員 (20311326)
入江 仁士 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 准教授 (40392956)
青木 一真 富山大学, 大学院理工学研究部, 教授 (90345546)
岡本 創 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (10333783)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | エアロゾル / ライダー / 分光放射計 / 衛星観測 / 地上観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、大気エアロゾルの気候への影響評価の高度化を主眼とし、A-Train衛星群搭載の２波長偏光ミー散乱ライダーCALIOPと中分解能撮像分光放射計MODISの観測データを用いた複合解析により、３種エアロゾル（大気汚染粒子、鉱物ダスト、海塩粒子）の全球３次元分布構造を明らかにする。そこで研究計画に沿って、平成２７年度は以下の４項目を実施した。
① 複合アルゴリズムの開発：CALIOPとMODISを同時活用して、３種エアロゾルの波長532nmでの消散係数の鉛直分布および気柱平均での粒径（モード半径）を推定するアルゴリズムを開発し、その性能について学会等で公表した。
② エアロゾル微物理・光学モデルの構築：エアロゾル種推定で必要となる、３種エアロゾルの光学モデルの構築を進めた。地上観測ネットワークAERONETのスキャニング型サンフォトメーターで得られた１０年以上にわたるエアロゾルの微物理特性（粒径分布や屈折率等）やそこから理論計算により得られる光学特性（ライダー比、一次散乱アルベド等）をクラスタリング手法で統計解析し、全球平均的なエアロゾル種毎の微物理・光学特性をモデル化した。本成果について、学会等で公表した。
③ CALIOP／MODISデータの整備：研究計画に沿って、CALIOP搭載衛星が打ち上げられた2006年から現在までのCALIOPおよびMODISデータを集積し、CALIOP-MODISマッチアップデータの構築を進めた。
④ 地上観測およびデータ整備：地上ライダーネットワークAD-Netによるライダー観測と地上放射観測ネットワークSKYNETによるスカイラジオメーター観測を継続して行い、様々な事例（大気汚染イベント、鉱物ダストの飛来など）に対する測定データ・及び解析データをデータセット化した。本ネットワーク観測によるエアロゾル解析に関する成果について、学会等で公表した。
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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
計画していた以下の４項目、①複合アルゴリズムの開発、②エアロゾル微物理・光学特性の構築、③衛星ライダー・分光放射計データの整備、④地上ネットワーク観測の継続およびデータ整備、全てに対し概ね順調に研究は進行しており、①、②および④に関する研究成果について、国際学術誌への投稿を目指し、論文作成を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの研究進捗は良好であることから、研究計画や研究分担者の変更は予定しておらず、今後も研究計画に沿って実施していく。平成２８年度は、平成２７年度の研究成果を利用して以下４項目の研究を実施する。
① 全球エアロゾル解析：開発した複合アルゴリズムおよびCALIOP単体アルゴリズムを用いた全球エアロゾル解析を実施する。
② より詳細なエアロゾル微物理・光学特性の構築：エアロゾル微物理・光学モデルの詳細化を目指し、全球平均的なモデルだけではなく、地域毎（アジア、欧州など）にモデル化する。
③ 地上ネットワーク観測の継続およびデータ整備：ライダーおよびスカイラジオメータによる地上ネットワーク観測を継続して行い、測定データおよび解析データを随時更新し、全球エアロゾル解析の検証およびエアロゾル微物理・光学モデルの詳細化に活用していく。
④ エアロゾル推定範囲の拡張（アルゴリズムの発展）：MODISデータの発展利用として、エアロゾル推定範囲の拡張手法を検討する。CALIOPは地上フットプリント70mの水平観測幅で衛星進行方向に沿って測定する。一方、MODISは、2300kmの水平観測幅を有す。開発した複合解析アルゴリズムでは、CALIOPとMODISの同期地点でのエアロゾル光学特性を推定するため、CALIOPの水平観測幅（70m）に縛られる。そこで、先行研究で開発された手法の改良も視野に入れ、水平方向の推定範囲を拡張する解析手法を検討し、複合アルゴリズムを更に発展させる。
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Research Products
(38 results)
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[Journal Article] Factors for inconsistent aerosol single scattering albedo between SKYNET and AERONET2016
Author(s)
Khatri, P., T. Takamura, T. Nakajima, V. Estellés, H. Irie, H. Kuze, M. Campanelli, A. Sinyuk, S. -M. Lee, B. J. Sohn, G. Padhithurai, S. -W. Kim, S. C. Yoon, J. A. M. Lozano, M. Hashimoto, P. C. S. Devara, N. Manago
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Journal Title
Journal of Geophysical Research
Volume: 121
Pages: 1859-1877
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Aerosol characteristics in Phimai, Thailand determined by continuous observation with a polarization sensitive Mie-Raman lidar and a sky radiometer2015
Author(s)
Sugimoto N., A. Shimizu, T. Nishizawa, I. Matsui, Y. Jin, P. Khatri, H. Irie, T. Takamura, K. Aoki, B. Thana
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Journal Title
Environmental Research Letters
Volume: 10
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Evaluation of MAX-DOAS aerosol retrievals by coincident observations using CRDS, lidar, and sky radiometer in Tsukuba, Japan2015
Author(s)
rie, H., T. Nakayama, A. Shimizu, A. Yamazaki, T. Nagai, A. Uchiyama, Y. Zaizen, S. Kagamitani, Y. Matsumi
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Journal Title
Atmospheric Measurement Techniques
Volume: 121
Pages: 2775-2788
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] The Asian dust and aerosol lidar observation network (AD-Net): Current status & Progress2016
Author(s)
Nishizawa, T., Sugimoto, N., Matsui, I., Shimizu, A., Higurashi, A., Jing, A.
Organizer
International SKYNET workshop
Place of Presentation
Rome, Italy
Year and Date
2016-03-03 – 2016-03-03
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Utilizing SKYNET toward validation for GCOM-C products2016
Author(s)
Irie, H., T. Takamura, T. Takano, K. Aoki, A. Higurashi, P. Khatri, H. Okamoto, T. Kato, T. Hatakeyama, S. Onuma, Y. Matsuura, and SKYNET community
Organizer
Joint PI Meeting of Global Environment Observation Mission
Place of Presentation
Tokyo, Japan
Year and Date
2016-01-21 – 2016-01-21
Int'l Joint Research
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[Presentation] Modeling Northeast Asian aerosol mass, size, chemistry, and mixing type2015
Author(s)
Kajino, M., M. Deushi, N. Oshima, T. Maki, Y. Inomata, K. Sato, A. Takami, S. Hatakeyama, H. Irie, and P. Khatri
Organizer
9th Asian Aerosol Conference (AAC2015)
Place of Presentation
Kanazawa, Japan
Year and Date
2015-06-25 – 2015-06-25
Int'l Joint Research
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