Advancing global river hydrodynamic simulations using satellite surface water observations

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02251
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22040:Hydroengineering-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Yamazaki Dai 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70736040)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木田 新一郎 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (50543229)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: グローバル河川モデル / 衛星観測 / 精度評価 / モデルベンチマーク

Outline of Final Research Achievements

In this study, we accomplished the following three things in order to further improve the global river model and lead to quantitative elucidation of the global water cycle.
[1] We established a method for validly comparing a variety of satellite surface water observation data with different characteristics with calculated values from a global river model while taking uncertainty into account. [2] We constructed an algorithm to inversely estimate river channel cross-section parameters using satellite observation data and error information of model estimates. It was shown that robust parameter estimation can be performed even when there is bias in river runoff. [3] We have developed a "Global River Model Benchmark System" that systematically evaluates river simulations using satellite and field observation data across the globe.

Free Research Field

グローバル水文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球規模での河川流れをシミュレーションする全球河川モデルは、広域を対象にした洪水予測警報システムや洪水リスク評価に用いられるほか、気候モデルの一要素として陸域の水循環・物質循環を表現する役割を担うなど、幅広い学術研究で用いられる地球科学の基盤的ツールである。一方で、グローバル洪水モデルの精度評価は十分行われておらず、計算はできるが信頼性が不明という状況が長く続いていた。本研究で衛星観測データによってグローバル洪水モデルの性能を評価する手法を確立し、システマティックな精度ベンチマークを実現したことで、より精緻な洪水予測や気候変動予測の実現につながると考えられる。