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衛星・地上観測による巻雲の微物理・光学特性の実態解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J02947
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関東北大学

研究代表者

齊藤 雅典  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード衛星観測 / 巻雲 / 氷粒子形状 / リモートセンシング / 微物理特性 / 光学特性 / デジタルカメラ / 雲判別
研究実績の概要

巻雲の氷粒子の形や大きさは千差万別で実態はよくわかっておらず、地球の放射収支の不確実性を増大させる要因であることが知られている。特に氷粒子形状に起因する放射効果は、産業革命以降の温室効果ガス増加による放射収支の変化と同程度の不確実性を持っており、 全球をカバーする氷粒子形状の観測的研究が必要とされている。申請者は本年度、極軌道衛星に搭載された複数の観測データを用いて巻雲の微物理特性と氷粒子形状を推定するアルゴリズムを開発した。推定誤差の解析や、他の衛星観測雲プロダクトとの比較の結果、開発したアルゴリズムは従来の手法と比べて高精度に巻雲の微物理特性が推定可能であることが示された。また、巻雲の氷粒子形状のうち、プレート型氷粒子の混合比と氷粒子表面の粗度が推定できることを示した。
巻雲の氷粒子形状に着目した全球解析の結果、巻雲の氷粒子形状に関して(1)プレート型氷粒子の混合比における顕著な温度依存性及び緯度依存性、(2)水平配向したプレート型氷粒子が後方散乱強度に影響を及ぼすことで、能動型ライダー観測から推定された巻雲の光学的厚さにバイアスを引き起こす点を明らかにした。これらの成果をまとめて国際学会で発表を行い、国際学術雑誌に論文が受理された(Saito et al., 2017, Journal of Geophysical Research Atmosphere, 3/31/2017受理)。加えて、前年度に開発を行った雲判別手法に関する論文(Saito and Iwabuchi, 2016, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology)と、赤外多波長観測から雲の微物理特性を推定する手法の論文(Iwabuchi et al., 2016, Progress in Earth and Planetary Science; 第2著者)がそれぞれ国際学術雑誌に出版された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] テキサスA&M大学/コロラド大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Ice particle morphology and microphysical properties of cirrus clouds inferred from combined CALIOP-IIR measurements2017

    • 著者名/発表者名
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi, Ping Yang, Guanglin Tang, Michael D. King, Miho Sekiguchi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research - Atmospheres

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 4440-4462

    • DOI

      10.1002/2016jd026080

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cloud discrimination from sky images using a clear sky index2016

    • 著者名/発表者名
      Saito, M., H. Iwabuchi
    • 雑誌名

      Journal of Atmospheric and Oceanic Technology

      巻: 33 号: 8 ページ: 1583-1595

    • DOI

      10.1175/jtech-d-15-0204.1

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Retrieval of radiative and microphysical properties of clouds from multispectral infrared measurements2016

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Iwabuchi, Masanori Saito, Yuka Tokoro, Nurfiena Sagita Putri, Miho Sekiguchi
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 32 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40645-016-0108-3

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of spectral distribution of sky radiance using a commercial digital camera2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi, Isao Murata
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 55 号: 2 ページ: 415-424

    • DOI

      10.1364/ao.55.000415

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new method of measuring aerosol optical properties from digital twilight photographs2015

    • 著者名/発表者名
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi
    • 雑誌名

      Atmospheric Measurement Techniques

      巻: 8 号: 10 ページ: 4295-4311

    • DOI

      10.5194/amt-8-4295-2015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new method of measuring aerosol optical properties from digital twilight photographs2015

    • 著者名/発表者名
      Saito M., and H. Iwabuchi
    • 雑誌名

      Atmospheric Measurement Techniques Discussions

      巻: 8 ページ: 191-234

    • DOI

      10.5194/amtd-8-191-2015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Microphsycal properties and ice particle morphology of cirrus clouds inferred from combined CALIOP-IIR measurements2016

    • 著者名/発表者名
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi, Ping Yang, Guanglin Tang, Michael D. King, Miho Sekiguchi
    • 学会等名
      AGU Fall meeting 2016
    • 発表場所
      San Fransisco, USA
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cloud discrimination and spectral estimation from digital sky images2015

    • 著者名/発表者名
      Masanori Saito, Hironobu Iwabuchi, Isao Murata
    • 学会等名
      2015 AGU fall meeting
    • 発表場所
      San Fransisco, The USA
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] デジタルカメラを用いた雲検知アルゴリズムの開発と検証2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤雅典、岩渕弘信
    • 学会等名
      2015年度日本気象学会秋季大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] デジタルカメラを用いた天空光のスペクトルを推定する手法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤雅典、岩渕弘信
    • 学会等名
      2015年度日本気象学会春季大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Aerosol retrieval from twilight photographs taken by a digital camera2014

    • 著者名/発表者名
      Masanori Saito and Hironobu Iwabuchi
    • 学会等名
      The 2014 AGU fall meeting
    • 発表場所
      Moscone hall, San Fransisco, USA
    • 年月日
      2014-12-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 薄明の空の写真からエアロゾル光学特性を推定するアルゴリズムの開発2014

    • 著者名/発表者名
      齊藤雅典、岩渕弘信
    • 学会等名
      2014年度日本気象学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2014-10-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Algorithm development for aerosol retrieval from twilight photographs2014

    • 著者名/発表者名
      Masanori Saito and Hironobu Iwabuchi
    • 学会等名
      International Conference on Clouds and Aerosol (ICCA)
    • 発表場所
      Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing, China
    • 年月日
      2014-06-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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