雲・エアロゾルの同時平行推定、エアロゾルの間接効果の評価と「ひまわり８号」の検証

• 研究課題/領域番号: 17K05650
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 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: KHATRI PRADEEP 東北大学, 理学研究科, 講師 (80377986)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 雲 / エアロゾル / 光学的厚さ / 有効半径 / アルゴリズム開発 / 衛星雲プロダクット検証 / 地上観測 / 検証 / ひまわり８号 / スカイラジオメーター / 衛星雲プロダクトの検証 / 衛星観測 / 衛星 / アルゴリズム / 間接効果 / ひまわり8号

研究成果の概要

地上観測用スカイラジオメーターから得られた天頂放射輝度を利用し、水雲と氷雲の光学的厚さ(COD)と雲粒子の有効半径(CER)を推定可能なアルゴリズムを開発した。その推定の雲特性に対するエアロゾル等要因の影響を評価した上誤差範囲を定量化した。その結果、薄い雲(COD < 15)に対するCERを除き、CODとCER両方に対する推定誤差が小さいことがわかった。また、そのスカイラジオメーターに基づく雲観測を用いて衛星観測における雲特性の評価を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

雲は気候システムに重要な役割を果たしています。しかし、その雲の時空間変動が大きく、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）第６次報告書等にも明記されているように、その雲は気候変動予測における最大の不確実要素の一つとなっている。このような中、本研究の成果は特に、地上測機による新規な雲観測技術の開発とその地上観測資料を用いた衛星雲プロダクットの精度評価は、雲特性のより正確な理解のため波及効果をもたらすことを期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Air Quality Improvement during COVID-19 Lockdown in Bangkok Metropolitan, Thailand: Effect of the Long-range Transport of Air Pollutants (2021)
  • 著者名/発表者名: Parchichat W.、T. Hayaska、and P. Khatri
  • 雑誌名: Aerosol and Air Quality Research 巻: 21 号: 7 ページ: 200662-200662
  • DOI: 10.4209/aaqr.200662
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nitrogen Oxides Concentration and Emission change detection during COVID-19 restrictions in North India (2021)
  • 著者名/発表者名: Misra et al.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: - 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41598-021-87673-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An overview of and issues with sky radiometer technology and SKYNET (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakajima T., Campanelli M., Che H., Estells V., Irie H., Kim S., Kim J., Liu D., Nishizawa T., Pandithurai G., Soni V. K., Thana B., Tugjsurn N., Aoki K., Go S., Higurashi A., Kazadzis S., Khatri P., Kouremeti N., Kudo R., Marenco F., Momoi M., Ningombam S. S., Ryder C. L., Uchiyama A
  • 雑誌名: Atmos. Meas. Tech. 巻: 13 号: 8 ページ: 4195-4218
  • DOI: 10.5194/amt-13-4195-2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Investigating Aerosol Effects on Maritime Deep Convective Clouds Using Satellite and Reanalysis Data (2020)
  • 著者名/発表者名: Khatri P., H. Ooashi, and H. Iwabuchi
  • 雑誌名: SOLA 巻: 16 号: 0 ページ: 228-232
  • DOI: 10.2151/sola.2020-038
  • NAID: 130007950587
• [雑誌論文] Comparison of three aerosol representations of NHM-Chem (v1.0) for the simulations of air quality and climate-relevant variables (2020)
  • 著者名/発表者名: Kajino Mizuo、Deushi Makoto、Sekiyama Tsuyoshi Thomas、and co-authors
  • 雑誌名: Geoscientific Model Development 巻: 14 ページ: 225-2264
  • DOI: 10.5194/gmd-2020-229
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High-resolution retrieval of cloud microphysical properties and surface solar radiation using Himawari-8/AHI next-generation geostationary satellite (2020)
  • 著者名/発表者名: Letu, H., K. Yang, T. Y. Nakajima, H. Ishimoto, T. M. Nagao, J. Riedi, A. J. Baran, R. Ma, T. Wang, H. Shang, P. Khatri, L. Chen, C. Shi, and J. Shi
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 239 ページ: 111583-111583
  • DOI: 10.1016/j.rse.2019.111583
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Retrieval of cloud properties from spectral zenith radiances observed by sky radiometers (2019)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri, Hironobu Iwabuchi, Tadahiro Hayasaka, Hitoshi Irie, Tamio Takamura, Akihiro Yamazaki, Alessandro Damiani, Husi Letu, and Qin Kai
  • 雑誌名: Atmospheric Measurement Techniques 巻: 12 号: 11 ページ: 6037-6047
  • DOI: 10.5194/amt-12-6037-2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An Intensive Campaign-Based Intercomparison of Cloud Optical Depth from Ground and Satellite Instruments under Overcast Conditions (2019)
  • 著者名/発表者名: Alessandro Damiani, Hitoshi Irie, Tamio Takamura, Rei Kudo, Pradeep Khatri, Hironobu Iwabuchi, Ryosuke Masuda, and Takashi Nagao
  • 雑誌名: SOLA 巻: 15 号: 0 ページ: 198-204
  • DOI: 10.2151/sola.2019-036
  • NAID: 130007719630
  • ISSN: 1349-6476
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Simultaneous observations by sky radiometer and MAX-DOAS for characterization of biomass burning plumes in central Thailand in January-April 2016 (2019)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Irie, Hossain Mohammed Syedul Hoque, Alessandro Damiani, Hiroshi Okamoto, Al Mashroor Fatmi, Pradeep Khatri, Tamio Takamura, and Thanawat Jarupongsaku
  • 雑誌名: Atmospheric Measurement Techniques 巻: 12 号: 1 ページ: 599-606
  • DOI: 10.5194/amt-12-599-2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Vertical Profiles of Ice Cloud Microphysical Properties and Their Impacts on Cloud Retrieval Using Thermal Infrared Measurements (2018)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri, Hironobu Iwabuchi, and Masanori Saito
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research:Atmospheres 巻: 123 号: 10 ページ: 5301-5319
  • DOI: 10.1029/2017jd028165
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Validation of MODIS and AHI Observed Water Cloud Properties Using Surface Radiation Data (2018)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri, Tadahiro Hayasaka, Hironobu Iwabuchi, Tamio Takamura, Hitoshi Irie, Takashi Y. Nakajima
  • 雑誌名: 気象集誌. 第2輯 巻: 96B 号: 0 ページ: 151-172
  • DOI: 10.2151/jmsj.2018-036
  • NAID: 130007485220
  • ISSN: 0026-1165, 2186-9057
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of Himawari-8 surface downwelling solar radiation by SKYNET observations (2018)
  • 著者名/発表者名: Alessandro Damiani, Hitoshi Irie, Takashi Horio, Tamio Takamura, Pradeep Khatri, Hideki Takenaka, Takashi Nagao, Takashi Y. Nakajima, and Raul R. Cordero
  • 雑誌名: Atmospheric Measurement Techniques 巻: -
  • DOI: 10.5194/amt-2017-440
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparisons of spectral aerosol absorption in Seoul, South Korea (2018)
  • 著者名/発表者名: Jungbin Mok, Nickolay A. Krotkov, Omar Torres, Hiren Jethva, Zhanqing Li, Jhoon Kim, Ja-Ho Koo, Sujung Go, Hitoshi Irie, Gordon Labow, Thomas F. Eck, Brent N. Holben, Jay Herman, Robert P. Loughman, Elena Spinei, Seoung Soo Lee, Pradeep Khatri, and Monica Campanelli
  • 雑誌名: Atmospheric Measurement Techniques 巻: -
  • DOI: 10.5194/amt-2017-380
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Validation results of SGLI cloud and radiation budget products (2021)
  • 著者名/発表者名: Khatri, P., T. Hayasaka, H. Irie, and T. Takamura
  • 学会等名: Joint PI Meeting of Global Environment Observation Mission
  • 国際学会
• [学会発表] Facts learned from COVID-19 lockdown; which pollution sector is affected the most?, (2020)
  • 著者名/発表者名: Khatri, P.
  • 学会等名: 5th International conference on mountains in the changing world
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Studies of aerosols, ozone, and clouds from sky radiometer: Algorithms and observation results (2020)
  • 著者名/発表者名: Khatri, P
  • 学会等名: Aerosol air quality, climate change and impact on water resources and livelihoods in greater Himalaya
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Air pollution status over China during lockdown caused by COVID-19 (2020)
  • 著者名/発表者名: Khatri, P. and T. Hayasaka
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Quality assessment of SGLI/GCOM-C observed cloud properties by surface observation data (2020)
  • 著者名/発表者名: Khatri, P., T. Hayasaka, H. Irie, and T. Takamura
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Kodai Yamaguchi, Hitoshi Irie, Pradeep Khatri, Toshihiko Takemura, Hirokazu Yamamoto (2019)
  • 著者名/発表者名: Kodai Yamaguchi, Hitoshi Irie, Pradeep Khatri, Toshihiko Takemura, Hirokazu Yamamoto
  • 学会等名: Japan Geosience Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Observations of aerosol optical properties by sky radiometers at SKYNET Southeast and South Asian sites (2019)
  • 著者名/発表者名: Al Mashroor Fatmi, Hitoshi Irie, Hossain Mohammed Syedul Hoque, Alessandro Damiani, Pradeep Khatri, Tamio Takamura, Thanawat Jurupongsaku, Govindan Pandithurai
  • 学会等名: Japan Geosience Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Cloud optical properties from various ground and satellite instruments evaluated during an intensive campaign (2019)
  • 著者名/発表者名: Alessandro Damiani, Hitoshi Irie, Takashi Horio, Tamio Takamura, Rei Kudo, Pradeep Khatri, Hironobu Iwabuchi, Ryosuke Masuda, Takashi M. Nagao
  • 学会等名: Japan Geosience Union Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] スカイラジオメーターを用いた日本におけるエアロゾルの光吸収オ ングストローム指数の変動要因の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口航大, 入江仁士, P. Khatri, 竹村俊彦、山本浩万
  • 学会等名: 気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] Cloud remote sensing using ground-based sky radiometer: Towards generating high-resolution data and satellite product validation (2019)
  • 著者名/発表者名: P.Khatri, H. Iwabuchi, T Hayasaka, H. Irie, T. Takamura, A. Yamazaki, A. Damiani, H. Letu, and Q. Kai
  • 学会等名: P.Khatri, H. Iwabuchi, T Hayasaka, H. Irie, T. Takamura, A. Yamazaki, A. Damiani, H. Letu, and Q. Kai
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Aerosol and cloud properties over Japan studied by using a ground-based sky radiometer (2019)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri
  • 学会等名: International Symposium on Surveying and Big Remote Sensing Data
• [学会発表] 不均質に分布した雲の地上リモートセンシング手法の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 工藤玲, 岩渕弘信,鷹野敏明, 入江仁士, Alessandro Damiani, Pradeep Khatri
  • 学会等名: 気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] Analysis of factors causing variations in the Absorption Angstrom Exponent of aerosols in Japan using (2019)
  • 著者名/発表者名: Kodai Yamaguchi, Hitoshi Irie, Toshihiko Takemura, Pradeep Khatri, Hirokazu Yamamoto
  • 学会等名: AGU Fall meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Cloud Retrieval from SKYNET Sky Radiometer (2019)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri, Hironobu Iwabuchi, Tadahiro Hayasaka, Hitoshi Irie, Tamio Takamura, Akihiro Yamazaki, and Alessandro Damiani
  • 学会等名: 5th International SKYNET workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Long-term trends of aerosol characteristics observed in south-western islands of Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Tamio Takamura, Hitoshi Irie, and Pradeep Khatri
  • 学会等名: 5th International SKYNET workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Ice cloud vertical profiles and their roles on cloud retrievals using thermal infrared (2018)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri, Hironobu Iwabuchi, and Masanori Saito
  • 学会等名: 日本気象学会 2018年度秋季大会
• [学会発表] Inferring surface PM2.5 from satellite observation (2018)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri and Tadahiro Hayasaka
  • 学会等名: 日本気象学会 2018年度秋季大会
• [学会発表] Remote sensing of clouds from surface (2018)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri
  • 学会等名: 2018 ISPRS Workshop on Remote Sensing and Synergic Analysis on Atmospheric Environment
  • 国際学会
• [学会発表] Feasibility study of the predictions about the cross-border transport of aerosols/PM2.5 using the data assimilation with Himawari 8 data and NICAM-Chem model (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kuroda, Yasuko Kasai, Pradeep Khatri, Tadahiro Hayasaka, Daisuke Goto, Koji Zettsu
  • 学会等名: 42nd COSPAR Scientific Assembly
  • 国際学会
• [学会発表] Data assimilation of the cross-border transport of aerosols/PM2.5 using Himawari 8 data and NICAM-Chem model (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kuroda, Pradeep Khatri, Tadahiro Hayasaka, Daisuke Goto, Yasuko Kasai, and Koji Zettsu,
  • 学会等名: 2018 joint 14th iCACGP Symposium and 15th IGAC Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Long-term trend of aerosol radiative effects in the SKYNET observation using monthly mean AOT and SSA at the sites of Chiba, Fukue-jima, Cape Hedo and Miyako-jima (2018)
  • 著者名/発表者名: Tamio Takamura, Hitoshi Irie, and Pradeep Khatri
  • 学会等名: 国立環境研究所シンポジウム「東アジアの越境大気汚染」
• [学会発表] Evaluation of AMATERASS surface solar radiation with ground-based observations in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Alessandro Damiani, Hitoshi Irie, Horio T., T. Takamura, P. Khatri, H. Takenaka, T. Nagao, T. Y. Nakajima, and R. R. Cordero
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [学会発表] Ground-based pyranometer observations and their application through Himawari-8 validation toward EMS (2018)
  • 著者名/発表者名: Horio, T., H. Irie, A. Damiani, T. Nakajima, H. Takenaka, P. Khatri, and T. Takamura
  • 学会等名: 日本 地球惑星科学連合大会
• [学会発表] Multi-component observations of biomass burning plumes by MAX-DOAS and sky radiometer at Phimai, Thailand in the dry season of 2016 (2018)
  • 著者名/発表者名: Irie, H., H. M. S. Hoque, A. Damiani, H. Okamoto, A. M. Fatmi, P. Khatri, K. Sudo, and T. Takamura
  • 学会等名: 2018 joint 14th iCACGP Quadrennial Symposium and 15th IGAC Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Parameterization of Cirrus Cloud Vertical Profiles and Geometrical Thickness Using CALIPSO and CloudSat Data (2017)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri, Hironobu Iwabuchi, and Masanori Saito
  • 学会等名: American Geophysical Union 2017
  • 国際学会
• [学会発表] An improved cloud properties retrieval method from the sky radiometer (2017)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri, Tadahiro Hayasaka,Hironobu Iwabuchi, Hitoshi Irie, and Tamio Takamura
  • 学会等名: 日本気象学会 2017 年度秋季大会
• [学会発表] Validation of Himawari-8 and MODIS observed water cloud microphysical and optical properties using ground-based observation data (2017)
  • 著者名/発表者名: Pradeep Khatri, Tadahiro Hayasaka,Hironobu Iwabuchi, Hitoshi Irie, and Kazuaki Kawamoto
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会