2023 Fiscal Year Annual Research 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, 環境生命自然科学学域, 研究准教授 (80557702)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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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 |
本研究では，世界各地の土壌水分量を推定する衛星リモートセンシング手法のアルゴリズム改良とその検証を行った．
2019～2022年度にかけては，アルゴリズム構成要素の１つである湿潤土壌誘電率モデルに着目し，その改良方法を室内実験・圃場実験・数値データ解析によって検討してきた．特に，日本国内およびカンボジアにおいて採取した土壌試料を用いて湿潤土壌の誘電特性と保水性に関する室内実験を行い，それに基づいて，新たな誘電率モデルを提案した．提案した誘電率モデルは，先行研究で提案・利用されてきた誘電率モデルと異なり，土壌の保水性（土壌水分特性）と関連付けて土壌の誘電特性をモデル化している点が特徴である．圃場実験と数値データ解析から，この提案モデルが先行モデルに比べて世界各地の幅広い土壌に対して適切に誘電特性を表現できている可能性を示した．
以上の成果に基づき2023年度には，提案した誘電率モデルを土壌水分量衛星観測アルゴリズムに組み込んで衛星観測輝度温度から土壌水分量を推定し，誘電率モデルの改良が土壌水分量衛星観測精度にどの程度貢献するか，定量的に評価した．推定精度の評価に際しては，日本宇宙航空研究開発機構（JAXA）が水循環変動観測衛星「しずく」（GCOM-W）搭載センサーAMSR2観測値に基づいて推定した土壌水分量プロダクト，および，欧州宇宙機関（ESA）が地球観測衛星SMOSによる観測値に基づいて推定した土壌水分量プロダクト，の2プロダクトを比較対象とし，本研究におけるアルゴリズム改良の効果を確認した．
本研究の提案手法は，衛星観測土壌水分量の推定精度向上に留まらず，衛星観測されない日時の土壌水分量を数値モデルで流動計算する際にも有意義であり，陸面データ同化システムに組み込むことで，高精度高分解能土壌水分量観測に貢献できる．
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