Observation of water vapor, wave height, and sea level in the East China Sea using ship-borne GNSS measurements
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20H02420
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
Shoji Yoshinori 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 研究官 (70354446)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津田 敏隆 京都大学, 生存圏研究所, 研究員 (30115886)
矢吹 正教 京都大学, 生存圏研究所, 特定研究員 (80390590)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
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| Keywords | 海上水蒸気観測 / GNSS / 移動体測位 / 精密衛星測位 / 波浪 / 海面高度 / 水蒸気 / 海洋観測 / GNSS気象学 / 水蒸気観測 |
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| Outline of Research at the Start |
台風や線状降水帯（発達した積乱雲が列をなし、同じ場所に数時間にわたって強雨をもたらす）等、災害をもたらす気象現象の解明にとり、エネルギー源となる水蒸気の動態把握が鍵となる。特に海上観測の希薄さは、克服しなければならない最重要課題である。
本研究では、日本の準天頂衛星から配信される高精度衛星軌道情報等，最新の衛星測位技術を活用することで、従来陸上の固定点のみで利用が進められてきたGNSS気象学手法を、海洋観測の拡充に活用する。
波浪や海面高度の計測にも取り組み、全球で適用可能なGNSSによる水蒸気、波浪、高潮や津波等に関連の深い海面高度を海上で統合観測するシステムの実現に向けた基礎研究を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
It was found that the vertical coordinate solution of Kinematic Precise Point Positioning has biases that depend on time length of batch processing, solution update time interval, and time constraint of atmospheric delay, which are closely related to the estimation error of GNSS derived precipitable water vapor (PWV).
By conducting analysis tests while modifying the aforementioned three conditions, we were able to mitigate two issues highlighted in a previous study: (1) unnatural time variation of GNSS derived PWV and (2) the tendency of GNSS derived PWV to underestimate, which became more pronounced in high PWV environments. The analysis method obtained in this project was adopted in the implementation of ship-based GNSS system carried out by the Japan Meteorological Agency in FY2021 and FY2022.
Furthermore, it was found that the analysis method obtained in this work could be a promising observation technique for estimating significant wave heights and secondary undulations.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
精密衛星測位の一手法である精密単独測位は、全球で適用可能な測位手法である。移動体の鉛直座標精度評価は十分になされていない。本研究の結果、固定点の測位解析に比べて誤差が大きく、また解析手法のわずかな違いが大きく影響することが判明した。GNSSを用いた大気計測の精度は、測位精度と不可分な関係にあり、本研究で得られた知見は、衛星測地学分野への問題提起にとどまらず、課題解決に向けた衛星測地分野と大気研究分野の学際協力の必要性を提起する。
本研究の成果は気象庁の船舶搭載GNSSによる海上水蒸気観測に採用された。豪雨の機構解明や予測精度改善を通じて災害軽減に資することが期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(27 results)
