Application of multiple scattering theories to spaceborne active sensors for understanding the physical processes related to clouds and precipitation

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K03745
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 佐藤 可織 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (00584236)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 衛星搭載アクティブセンサ / 多重散乱物理過程モデル / 雲・降水物理過程

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、衛星搭載アクティブセンサの定量的な解析に必要な物理過程解析モデルの確立を目的としている。この物理過程解析モデルを活用することにより、雲・降水の散乱素過程を理解し、衛星搭載アクティブセンサを用いた雲・降水粒子解析技術の高度化と雲・降水システムの解明を目指している。本研究課題で開発を行った多重散乱偏光過程モデルにより、衛星搭載アクティブセンサの受信強度と偏光情報における多重散乱過程の高速な取り扱いができる様になり、従来困難であった衛星搭載アクティブセンサデータの解析が可能になった。令和2年度には研究実施計画よりエアロソル、雲、霧雨・降水特性の地上観測データ詳細解析と、それらに基づき物理過程モデルと波長依存性解析を導入した衛星搭載アクティブセンサ解析アルゴリズムから雲・降水物理プロセスを解析するための新たな枠組みを構築することにより雲・降水粒子解析技術が大幅に進展し、雲-降水システムの全球特性解析を実施した。本研究課題で得られた研究成果を国際学術誌において発表した他、国際会議等で報告を行った。

Research Products

• [Journal Article] Studies on Arctic aerosols and clouds during the ArCS project (2021)
  • Author(s): Koike M.、Goto-Azuma K.、Kondo Y.、Matsui H.、Mori T.、Moteki N.、Ohata S.、Okamoto H.、Oshima N.、Sato K.、Takano T.、Tobo Y.、Ukita J.、Yoshida A.
  • Journal Title: Polar Science Volume: 27 Pages: 100621～100621
  • DOI: 10.1016/j.polar.2020.100621
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Observation of clouds, aerosols, and precipitation by multiple-field-of-view multiple-scattering polarization lidar at 355 nm (2021)
  • Author(s): T. Nishizawa, Y. Jin, N. Sugimoto, K. Sato, M. Fujikawa, S. Ishii, M. Aoki, K. Nakagawa, H. Okamoto
  • Journal Title: Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer Volume: in press Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Climatological View of Horizontal Ice Plates in Clouds: Findings from Nadir and Off-Nadir CALIPSO Observations (2021)
  • Author(s): M. Kikuchi, H. Okamoto, K. Sato
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research - Atmospheres Volume: in press Pages: -
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of a 355-nm high-spectral-resolution lidar using a scanning Michelson interferometer for aerosol profile measurement (2020)
  • Author(s): Jin Yoshitaka、Nishizawa Tomoaki、Sugimoto Nobuo、Ishii Shoken、Aoki Makoto、Sato Kaori、Okamoto Hajime
  • Journal Title: Optics Express Volume: 28 Pages: 23209～23209
  • DOI: 10.1364/OE.390987
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Wavelength dependence of ice cloud backscatter properties for space-borne polarization lidar applications (2020)
  • Author(s): Okamoto Hajime、Sato Kaori、Borovoi Anatoli、Ishimoto Hiroshi、Masuda Kazuhiko、Konoshonkin Alexander、Kustova Natalia
  • Journal Title: Optics Express Volume: 28 Pages: 29178～29178
  • DOI: 10.1364/OE.400510
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Cloud, Aerosol and Radiation Explorer for Understanding Clouds and the Climate System (2021)
  • Author(s): K. Sato
  • Organizer: SDGs Think & Act Together
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Japanese science update for 34th EarthCARE JMAG (2020)
  • Author(s): H. Okamoto,Y. Ohno, T. Nishizawa, T. Nakajima, K. Suzuki, M. Satoh, K. Sato, Y. Hagihara, Y. Jin, M. Wang, E. Oikawa, W. Roh.
  • Organizer: 34th JMAG Meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Japanese science update for 33rd EarthCARE JMAG (2020)
  • Author(s): H. Okamoto,Y. Ohno, T. Nishizawa, T. Nakajima, K. Suzuki, M. Satoh, K. Sato, Y. Hagihara, Y. Jin, M. Wang, E. Oikawa, W. Roh.
  • Organizer: 33th JMAG Meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Development of CPR-, CPR-ATLID, CPR-ATLID-MSI synergy algorithms (2020)
  • Author(s): H. Okamoto, K. Sato, E. Oikawa, H. Ishimoto, M. Fujikawa, T. Yabe
  • Organizer: JAXA EarthCARE-PI meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] MFMSPLを用いた大気中の粒子タイプの解析 (2020)
  • Author(s): M. Fujikawa, H. Okamoto, K. Sato, T. NISHIZAWA, Y. Jin, N. Sugimoto, R. Kudo
  • Organizer: 日本気象学会2020年度秋季大会
• [Presentation] 衛星搭載ライダCALIOPによる平板氷晶の全球長期解析 (2020)
  • Author(s): M. Kikuchi, H. Okamoto, K. Sato
  • Organizer: 日本気象学会2021年度春季大会