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衛星観測と放射伝達モデルによる全球植生の光合成活性指標の時空間分布特性の理解

研究課題

研究課題/領域番号 16H02948
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境動態解析
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

小林 秀樹  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 北極環境変動総合研究センター, ユニットリーダー代理 (10392961)

研究分担者 近藤 雅征  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 (40754346)
市井 和仁  千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 教授 (50345865)
加藤 知道  北海道大学, 農学研究院, 准教授 (60392958)
野田 響  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (60467214)
楊 偉  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 (80725044)
研究協力者 林 真智  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2016年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードリモートセンシング / クロロフィル蛍光 / 光合成 / グローバル炭素循環 / 地球環境変動 / 放射伝達モデル / 環境変動
研究成果の概要

陸域植生の光合成は陸域生物圏の炭素循環の最も大きなフラックスであるが全球の光合成量推定値にはなお大きな不確実性がある。近年、地球観測衛星で得られる光合成活性指標としてクロロフィル蛍光(Sun Induced Fluorescence, SIF)が注目され、生態系モデルによる全球光合成量推定値の検証・制約データとして利用されつつある。本研究では衛星観測によるSIFデータから光合成活性指標を推定するために必要となる高精度なSIF放射のシミュレーションモデルを開発し、開発したモデルを日本やアラスカの森林での観測データと比較して性能を評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は近年注目されている、光合成活性指標SIFの衛星観測値の利活用方法につながる基礎研究である。従来モデルは森林を単一の層状のレイヤで近似するなど、構造を単純化しており森林景観での適用は難しかった。本研究では森林の観測パラメータを入力することのできる SIFの放射モデルを世界に先駆けて開発し、その性能を評価した。2018年10月には、日本の地球観測衛星GOSAT-2が打ち上がるなど、近年は各国でSIFの衛星観測体制が整いつつある。こうした中で、データの評価や光合成活性指標の推定のためにも本研究で開発したモデルは観測データの高度解釈に必要不可欠なモデルであり、モデル開発の意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] アラスカ大学国際北極圏研究センター/NASAジェット推進研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] アラスカ大学国際北極圏研究センター(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] NASAジェット推進研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] アラスカ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] バージニア大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] 南京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] アラスカのトウヒ林における晴天・曇天時の森林ギャップ確率の測定と葉面積指数推定値の比較2018

    • 著者名/発表者名
      小林秀樹, 永野博彦, 金龍元, 鈴木力英
    • 雑誌名

      日本リモートセンシング学会誌

      巻: 38 ページ: 44-50

    • NAID

      130007472343

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Assessing the potential of sun-induced fluorescence and the canopy scattering coefficient to track large-scale vegetation dynamics in Amazon forests2018

    • 著者名/発表者名
      Kohler Philipp、Guanter Luis、Kobayashi Hideki、Walther Sophia、Yang Wei
    • 雑誌名

      Remote Sensing of Environment

      巻: 204 ページ: 769-785

    • DOI

      10.1016/j.rse.2017.09.025

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Modeling three-dimensional forest structures to drive canopy radiative transfer simulations of bidirectional reflectance factor2017

    • 著者名/発表者名
      Yang Wei、Kobayashi Hideki、Chen Xuehong、Nasahara Kenlo Nishida、Suzuki Rikie、Kondoh Akihiko
    • 雑誌名

      International Journal of Digital Earth

      巻: NA 号: 10 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1080/17538947.2017.1353146

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] New data-driven estimation of terrestrial CO2 fluxes in Asia using a standardized database of eddy covariance measurements, remote sensing data, and support vector regression2017

    • 著者名/発表者名
      Ichii K., M. Ueyama, M. Kondo, N. Saigusa, J. Kim, Ma. C. Alberto, J. Ardo, E.S. Euskirchen, M. Kang, T. Hirano, J. Joiner, H. Kobayashi, et al
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research Biogeosciences

      巻: 122 号: 4 ページ: 767-795

    • DOI

      10.1002/2016jg003640

    • 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 / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 宇宙から植物の蛍光をモニタリンクする ~ 地球観測新時代の幕開け ~2017

    • 著者名/発表者名
      小林秀樹
    • 雑誌名

      Japanese Scientists in Science 2016, AAAS

      巻: - ページ: 24-25

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Bottom-up and top-down approach investigations on solar induced fluorescence for estimating the photosynthesis at ecosystem scale by both ground-based measurement and modeling2018

    • 著者名/発表者名
      Tomomichi Kato, Yuma Sakai, Katsuto Tsujimoto, Kenlo Nishida Nasahara, Tomoko Akitsu, Hideki Kobayashi, Shin Nagai, Keisuke Ono, Taku M. Saitoh, Hiroyuki Muraoka, Hibiki M Noda, Yoshiyuki Takahashi, Shohei Murayama
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 野外型分光データを利用した永久凍土上のアラスカ・クロトウヒ林の季節変動の観測2018

    • 著者名/発表者名
      小林 秀樹,永井 信,金 龍元, Yang Wei, 池田 教子, 伊川 浩樹, 永野 博彦, 斉藤 和之, 鈴木 力英
    • 学会等名
      雪氷研究大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 野外型分光データを利用したアラスカ内陸部のクロトウヒ林の季節変化の観測2018

    • 著者名/発表者名
      小林 秀樹,永井 信,Kim Yongwon, Yang Wei, 加藤 知道, 池田 教子, 伊川 浩樹, 永野 博彦, 鈴木 力英
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会 第65回(平成30年度秋季)学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生態系リモートセンシングの視点から ~温室効果ガス観測衛星の環境科学への貢献と将来の展望~2017

    • 著者名/発表者名
      小林秀樹
    • 学会等名
      第63回日本生態学会大会
    • 発表場所
      早稲田大学、東京都新宿区
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Seasonal changes of spectral reflectance in Alaskan boreal forests2017

    • 著者名/発表者名
      Hideki Kobayashi
    • 学会等名
      JuhanRoss_Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simulation forest canopy sun-induced chlorophyll florescence using a 3D canopy radiative transfer model2017

    • 著者名/発表者名
      Hideki Kobayashi, Tomomichi Kato, Yuma Sakai, Wei Yang
    • 学会等名
      AOGS2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sensitivity analysis of the canopy scale 3D sun-induced chlorophyll florescence model at various forest structures2017

    • 著者名/発表者名
      Hideki Kobayashi, Tomomichi Kato, Yuma Sakai, Wei Yang
    • 学会等名
      Intecol 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Integrative Observing and Modeling Approach for the Physiological Understanding of Sun-Induced Chlorophyll Fluorescence in Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Hideki Kobayashi, Tomomichi Kato, Yasunori Saitoh, Hibiki Noda, Kouki Hikosaka, Kazuhito Ichii and Kenlo Nishida Nasahara
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2016
    • 発表場所
      モスコーンセンター、米国・サンフランシスコ
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 様々な個葉モデルに対応可能な樹冠スケールの太陽光誘起クロロフィル蛍光モデルの開発2016

    • 著者名/発表者名
      小林秀樹, Yang Wei
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会平成28年度秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟テルサ、新潟県新潟市
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of the simulated the canopy scale sun-induced chlorophyll fluorescence and satellite-based SIF measurements in northern high latitudes2016

    • 著者名/発表者名
      Hideki KOBAYASHI, Wei YANG, Kazuhito ICHII
    • 学会等名
      Goldschmidt 2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
    • 年月日
      2016-06-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽光励起クロロフィル蛍光のシミュレーションと衛星SIFデータとの比較解析2016

    • 著者名/発表者名
      小林秀樹, 楊偉,市井和仁
    • 学会等名
      JpGU 2016
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉県千葉市
    • 年月日
      2016-05-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-10-07  

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