船舶搭載可降水量センサーと静止気象衛星による海洋上水蒸気量微細構造推定手法の開発
| Project/Area Number |
20H04306
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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 63010:Environmental dynamic analysis-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉田 聡 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90392969)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
立花 義裕 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (10276785)
小松 幸生 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (30371834)
山本 雄平 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 特任助教 (30845102)
藤田 実季子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(大気海洋相互作用研究センター), グループリーダー (50426293)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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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: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
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| Keywords | 可降水量 / 水蒸気観測 / マイクロ波放射計 / 雲カメラ / GNSS / 船舶観測 / 衛星観測 / 水蒸気 / 大気海洋相互作用 / リモートセンシング / ひまわり8号 / 海上水蒸気量 |
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| Outline of Research at the Start |
日本に豪雨をもたらす水蒸気は熱帯・亜熱帯の暖かい海から蒸発し、陸上へ流入する。しかし、極軌道衛星搭載マイクロ波放射計による鉛直積算水蒸気量（可降水量）の1日2回の観測では数時間で数kmの範囲に局所的な豪雨をもたらす降雨帯への水蒸気流入を把握することはできない。本研究では、船舶に搭載したGNSS受信機及び雲カメラ付きマイクロ波放射計と、新世代静止気象衛星ひまわり8号の多チャンネル熱赤外センサとの高頻度同時観測を元にした、海上可降水量の微細構造を水平解像度2kmかつ10分毎にリアルタイム推定する高解像度海上可降水量マップ作製手法を開発し、豪雨災害予測の定量化と早期警戒情報の高精度化に貢献する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度は、まず、新青丸、勢水丸、望星丸、耕洋丸の4隻の船舶にマイクロ波放射計、雲カメラ、GNSS受信機を搭載し、可降水量、雲量の高頻度連続観測を実施した。望星丸、勢水丸では1～2ヶ月間のドック期間を除いた通年観測を実施し、東シナ海から北海道までの日本沿岸の海上可降水量を観測した。勢水丸、新青丸では、2022年6～7月に気象庁及び他機関と合同で、東シナ海での線状降水帯集中観測に参画し、黒潮上の可降水量をラジオゾンデと同時観測した。この観測で、風上にあたる黒潮上流では、水蒸気が対流圏下層にとどまる一方、風下の黒潮下流では、対流圏中層まで湿潤層が広がるという黒潮上を吹送する大気の変質を捉えた。また、2021年6月に実施した新青丸による黒潮横断航海の観測データを整理し、渦相関法による直接観測により、海上風乱流による海面から大気への水蒸気フラックスが黒潮強流域においては周辺海域に比べて有意に高いことを明らかにした。耕洋丸では、冬季日本海上にて2023年1月に近畿地方に大雪をもたらしたJPCZ直下での連続定点観測に成功した。JPCZ襲来時には、可降水量が急激に増加し、日本海から供給された大量の水蒸気が大雪の原因となったことを示唆する観測結果を得た。各船に搭載した廉価版GNSS受信システムで観測されたデータから可降水量を推定し、精度評価を行った。気象庁メソ解析データと比較し、受信状況が良好であれば高精度に推定できることを確認した。静止気象衛星ひまわり８号を利用した可降水量の推定に関して、熱赤外線バンドのみを用いた従来の半経験的手法よりも、熱赤外線バンドと水蒸気バンドを入力とした機械学習法（ランダムフォレスト回帰）の方が高い精度が得られることが分かった。機械学習モデルを実観測に適用して、東アジア・オセアニアの海上の可降水量を10分程度で推定するシステムのプロトタイプを構築した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(31 results)
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[Journal Article] Contrasting life-history responses to climate variability in eastern and western North Pacific sardine populations2022
Author(s)
Sakamoto, T., Takahashi, M., Chung, M.T., Rykaczewski, R.R., Komatsu, K., Shirai, K., Ishimura, T., Higuchi, T.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 13
Issue: 1
Pages: 5298-5298
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Ocean wave observation utilizing motion records of seabirds2021
Author(s)
Uesaka, L., Goto, Y., Yonehara, Y., Komatsu, K., Naruoka, M., Weimerskirch, H., Sato, K., Sakamoto, K. Q.
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Journal Title
Progress in Oceanography
Volume: 200
Pages: 102713-102713
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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