2019 Fiscal Year Research-status Report
土壌の誘電特性と保水性の関係に着目した土壌水分量衛星観測アルゴリズム改良の試み
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19K04619
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
辻本 久美子 岡山大学, 環境生命科学研究科, 助教 (80557702)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 土壌水分量 / 衛星観測 / 誘電率 / 保水性 / 輝度温度 / マイクロ波リモートセンシング / 放射伝達モデル / 陸面データ同化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は，リモートセンシングによって人工衛星のデータから土壌水分量を推定する手法の改良を目指すものである．具体的には，人工衛星に搭載されたマイクロ波放射計による陸面輝度温度の観測データから，大気－植生－土壌の放射伝達モデルと陸面過程モデルを用いて，陸域表層の土壌水分量を推定する．この手法は，日本（JAXA），アメリカ（NASA），ヨーロッパ（ESA）など世界各地の宇宙機関等によって既に開発され，世界各地に適用して土壌水分量のモニタリングデータとして公開・利用されているが，地域スケールでの農業や防災の現業に利用するためには，さらなる精度向上が必要である．本課題は，既に開発・実装されているアルゴリズム全体の一部を構成する，湿潤土壌の混合誘電率モデル（湿潤土壌の混合誘電率と土壌水分量体積含水率との関係）の検証と改良を目指すものであり，特にアジア域の土壌を対象としている．
今年度はまず，世界各地で提案されてきた複数の湿潤土壌混合誘電率モデルのレビューを行うと同時に，世界各地の土壌に関するデータベースの収集を行い，様々な土性の土壌に対する既存モデルの適合度について，解析的研究を行った．その際，土壌物理学や灌漑排水学などの，圃場単位での土壌水動態に係る学問分野で蓄積されている知見・技術も参考にし，土壌の保水性という観点から，土壌の誘電特性に関する理論の再構築と既存モデル検証を進めた．これらの分野に精通する国内の複数の研究者らと研究打ち合わせを行うことで議論を深めていった．
解析的研究と同時に，国内及びカンボジアの複数の地点で土壌試料を採取し，それらを用いて土壌の誘電特性（土壌水分－誘電率の関係）および保水性（土壌水分量－土壌水ポテンシャルの関係）を室内実験によって調べた．これを上記の既往モデル及び改良型モデルと比較して，土壌特性ごとのモデルの適合性および改良方針について考察を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究推進に対して，関連分野の複数の研究者らから多くのご助言やご支援をいただき，当初の予定よりも効率的に研究を進めることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
結果の検証と改良に向けて数値解析と室内実験を進めていくとともに，できる限り早く成果の国際的発信ができるよう，研究成果の取り纏めを早めに進めていきたいと考えている．
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| Causes of Carryover |
研究実施に対して関連分野の研究者らからご支援を頂いた結果，土壌試料の採取や室内実験に伴う費用を当初計画よりも大幅に抑制することができた．当初計画以上に研究が進んでいるため，次年度以降，追加の実験・解析費用として使用するほか，より早い段階での成果の発信や関連研究者との研究議論の機会構築に使用する予定である．
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| Remarks |
土壌－植生－大気をめぐる地域水循環と農地管理
https://monsoon.env.okayama-u.ac.jp/tsujimoto/index.html
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