2015 Fiscal Year Annual Research Report
衛星搭載イメージャを用いた巻雲の物理・光学特性の実態解明
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25287117
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岩渕 弘信 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80358754)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 衛星観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MODISのデータ解析システムを用いて，2003～2014年のAqua衛星搭載MODISデータの解析を行い，巻雲特性と放射収支の経年変動を明らかにした。上層雲の雲量と雲頂高度の変動は熱帯域の対流活動やエルニーニョ南方振動と密接に結びついており，12年間のトレンドもエルニーニョ南方振動のトレンドに強く支配されていることが示された。また，衛星搭載イメージャの赤外域の８～１０個のバンドを用いて，雲特性を推定する統合型雲解析システムを開発した。２層の雲が重なっている場合の検知と特性の推定，水雲と氷雲が識別可能となった。MODISと静止気象衛星ひまわり８号搭載のAHIに適用可能である。MODISプロダクトとの比較から，この手法を用いると光学的薄い雲の雲頂高度や光学特性をより正確に推定可能であることが示された。また，静止気象衛星からの高頻度観測から特定の雲の時間変化を捉えるために，パターンパッチングに基づく雲追跡手法を開発した。今後，この統合型雲解析システムを用いて，ひまわり８号のデータ解析を行う。山岳波によってできた波状巻雲や飛行機雲，強い偏西風に伴う巻雲，温暖前線の通過に伴う巻雲から中層雲への遷移などの典型的な事例について解析を行い，氷晶雲の生成消滅過程に関する理解を進める。
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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
計画に従って順調に進展している。平成27年度は，前年度までに開発したMODISのデータ解析システムを用いて，2003～2014年のAqua衛星搭載MODISデータの解析を行い，巻雲特性と放射収支の経年変動を明らかにした。上層雲の雲量と雲頂高度の変動は熱帯域の対流活動やエルニーニョ南方振動と密接に結びついており，12年間のトレンドもエルニーニョ南方振動のトレンドに強く支配されていることが示された。
また，前年度までに開発した赤外波長帯のフォワードモデルに基づいて，衛星搭載イメージャの赤外の８～１０個のバンドを用いて，雲特性を推定する手法を開発した。２層の雲が重なっている場合を検知し，上層雲の高度と物理・光学特性を推定することができる。また，赤外の観測値と雲頂高度に基づいて水雲と氷雲を識別可能となった。上層と下層の雲の物理・光学特性や温度や厚さ，背景大気の成層構造や地表面状態等の各種の要因に起因する感度とモデル化誤差を詳細に評価し，最適な逆推定アルゴリズムを構築した。この手法はMODISと静止気象衛星ひまわり８号搭載のAHIに適用可能である。MODISプロダクトとの比較から，この手法を用いると光学的薄い雲の雲頂高度や光学特性をより正確に推定可能であることが示された。また，静止気象衛星からの高頻度観測から特定の雲の時間変化を捉えるために，パターンパッチングに基づく雲追跡手法を開発した。
以上の研究成果は国内外の学会等で7件発表した。また，関連する成果について学術誌2本に発表し，2本は現在査読中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度開発した雲特性推定と雲追跡を含む統合型雲解析システムを用いて，静止気象衛星ひまわり８号搭載AHIのデータ解析を行う。山岳波によってできた波状巻雲や飛行機雲，強い偏西風に伴う巻雲，温暖前線の通過に伴う巻雲から中層雲への遷移などの典型的な事例について解析を行う。MODISの過去のデータについても解析を行い，日本各所で行ってきた地上観測との比較を行う。衛星に同期した地上観測を比較し，氷晶雲による各種光学現象の発現頻度や条件を把握する。また，赤外波長を用いる本研究の手法と太陽反射光を用いたMODISプロダクトの比較を行い，氷晶の形の仮定によって散乱角依存性がどのように変わるかを求め，氷晶の形に関する知見を得る。また，それが地域や気象条件によってどのように変わるかを調べる。
平成２８年度は最終年度であるため，これまでの研究成果を論文にまとめて投稿する。前年度に行った2002～2014年のAqua衛星搭載MODISデータの解析により明らかになった熱帯域の巻雲特性の経年変動とエルニーニョ・南方振動の関係について論文にまとめる。また，前年度開発した統合型雲解析システムについて論文投稿を行う。
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| Causes of Carryover |
現在３本の論文を投稿準備中であり，その投稿料が見込まれるため次年度に繰り越すこととした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２８年度前期のうちに３本の論文を投稿予定であり，「次年度使用額」については一部をその投稿料に充てる計画である。
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