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高時空間解像度かつ高精度な陸域雲データの創出

Research Project

Project/Area Number 19K23532
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0303:Civil engineering, social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

瀬戸 里枝  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (70799436)

Project Period (FY) 2019-08-30 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords衛星マイクロ波観測 / 陸域 / 雲データ / データ同化 / 陸域雲水量データ / 衛星マイクロ波 / アジア域 / 陸域雲データ / 高空間解像度 / 高精度
Outline of Research at the Start

気候変動やそれに伴って増加する極端現象に対する雲の影響の不確実性は、予測の信頼性向上の最大の障壁である。しかし“雲の理解が進まず、高精度な雲のデータが得られない。データがないため理解が進まない。”という悪循環に陥っているのが現状である。
本研究では昨今、その重要性が改めて指摘されている雲の水分量を主な対象として、これまで困難とされてきた、衛星観測による陸域雲水量の推定とそのモデルへの同化を適切に行う手法を構築する。これにより、時々刻々と変わる雲の分布を(高い時間解像度で)、数㎞ごとに(高い空間解像度で)、現実的に(高精度に)表現する雲データを世界に先駆けて創出する。

Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、2019年度までに開発・改良した、大気‐陸面結合衛星データ同化システムによる、陸域雲水量推定手法の適用範囲を、南アジア・東南アジアと周辺海域を含む範囲に拡張した。範囲の拡張に際しては、様々な地域の陸域射出率の表現精度の検証が、本研究課題申請時の課題の一つであった。しかし、2019~2020年度に行った、土壌水分量を人工的に変化させ、地上マイクロ波放射計と放射伝達モデルのシミュレーションを用いて、雲存在下の大気陸面間の放射伝達特性を調べた研究により、89GHzの高周波マイクロ波衛星観測を用いた陸域雲水量の推定時には、一定レベル以上の厚い雲が存在する場合には陸域の射出率のばらつきを考慮しなくてもよいという示唆が得られ、この結果を応用することで、適用範囲を拡張作業の煩雑さを解消した。
また、2019年度までに開発してきた陸域雲水量推定手法を基礎として、複数周波数の活用による、雲降水粒子のより詳細な推定手法を開発した。これにより、雲水量のみであった推定対象を、雲水と雨滴それぞれの水分量とし、個々の水分量を同時に推定することが可能となり、雲データの質を更に向上することができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

研究計画の目的としていた、大陸・海洋を含む低中緯度帯を中心とした広範囲を対象に、数㎞の空間解像度で、衛星観測から雲水量を中心とした雲パラメタを高精度に推定する手法の開発はおおむね達成された上、雲水量に加えて雨滴による水分量を同時に推定することも可能とした。

Strategy for Future Research Activity

2020年度は新型コロナの影響もあり、現地観測の機会が限られたため、今後状況が改善すれば、開発した手法の検証のための現地観測や、観測データや本システムの出力を基にした大気-陸面間の放射特性の更なる解析を行いたい。また、成果発表についても状況に合わせて積極的に行う。

Report

(2 results)
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report

Research Products

(10 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Radiative Characteristics at 89 and 36 GHz for Satellite-Based Cloud Water Estimation Over Land2021

    • Author(s)
      Seto Rie、Aida Kentaro、Koike Toshio、Kanae Shinjiro
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      Volume: 59 Pages: 1355-1368

    • DOI

      10.1109/tgrs.2020.2996239

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 36と89GHzの衛星マイクロ波観測による陸域雲水量の雲降水粒子より分け推定の可能性の検討2021

    • Author(s)
      瀬戸里枝,鼎信次郎
    • Journal Title

      水文・水資源学会誌

      Volume: 34

    • NAID

      130008052518

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 雲存在下での大気陸面間の高周波マイクロ波放射伝達特性に関する検討2019

    • Author(s)
      瀬戸里枝、会田健太郎、鼎信次郎
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 75巻

    • NAID

      130007940040

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Examining possibility of cloud/rain/ice water path partitioning over land using passive microwave observations2021

    • Author(s)
      Rie Seto and Shinjiro Kanae
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cloud water content estimation over land and its validation using A-train satellites2020

    • Author(s)
      Rie Seto, Toshio Koike and Shinjiro Kanae
    • Organizer
      American Geophysical Union, Fall Meeting 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 衛星マイクロ波放射計を用いた陸域雲水量の推定2020

    • Author(s)
      瀬戸里枝,小池俊雄,鼎信次郎
    • Organizer
      日本気象学会2020年度秋季大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] How much is the accuracy of land emissivity representation necessary for adequate cloud water content estimation over land using satellite-based passive microwave remote sensing?2020

    • Author(s)
      Rie Seto, Kentaro Aida, Toshio Koike and Shinjiro Kanae
    • Organizer
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020: Virtual
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 衛星搭載マイクロ波放射計を用いた陸域雲水量の推定手法の提案2020

    • Author(s)
      瀬戸里枝,小池俊雄,鼎信次郎
    • Organizer
      エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Estimation of cloud water content over land using satellite-based passive microwave observations with a coupled land and atmosphere assimilation method2019

    • Author(s)
      Rie Seto and Shinjiro Kanae
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation and assimilation of cloud water content over land and its verification using satellite-based passive and active microwave observations2019

    • Author(s)
      Rie Seto, Toshio KOIKE, and Shinjiro Kanae
    • Organizer
      8th International EarthCARE science workshop
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-09-03   Modified: 2021-12-27  

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