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衛星マイクロ波リモートセンシングによる水循環極端事象の監視と予測

研究課題

研究課題/領域番号 18H03800
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分22:土木工学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人土木研究所

研究代表者

小池 俊雄  国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(水災害・リスクマネジメント国際センター), センター長 (30178173)

研究分担者 澤田 洋平  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30784475)
浅沼 順  筑波大学, 生命環境系, 教授 (40293261)
瀬戸 里枝  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (70799436)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)
2020年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2019年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
2018年度: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
キーワードマイクロ波放射計 / データ同化 / 豪雨 / 渇水 / 水災害 / 気候変動 / 地球観測衛星 / 合成開口レーダ / マイクロ波リモートセンシング / 水循環モデル / 洪水
研究成果の概要

衛星マイクロ波放射計データを用いた2つの結合データ同化手法を開発、高度化した。一つは、大気と陸面を結合したメソスケール数値気象モデルを組み合わせて豪雨予測の精度向上を目指す大気-陸面結合データ同化手法(CALDAS)である。他方は、陸面水エネルギー収支と植生成長を組み合せた陸面モデルとを組み合わせて、農作支援を目指す陸面-植生結合衛星データ同化手法(CLVDAS)である。後者については、さらに衛星搭載合成開口レーダによる高分解能情報を組み合わせた空間的ダウンスケーリング手法を開発した。これらは、アジア・オセアニア、アフリカ、南北アメリカに適用され、有用性が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

国内外で激甚な豪雨災害が頻発し、深刻な渇水災害が長期化している。これらの現象は気候の変化に伴う水循環の極端事象の発生に関する理解や予測と一致しており、その監視・予測能力の向上が喫緊の課題である。本研究では、水循環の極端事象の監視・予測能力を向上して豪雨・渇水被害の軽減を目指して、豪雨については豪雨域の発生場所と強度の同化・予測精度の向上、渇水に関しては農作物被害に直接関係する根系層の土壌水分の推定精度の向上を、地上観測が十分でない地域においても適用可能で、様々な空間なスケールでの適用の可能性を有する衛星データ同化手法の開発と改良、適用に成功した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 4件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 36と89 GHzの衛星マイクロ波観測による陸域雲水量の雲降水粒子より分け推定の可能性の検討2021

    • 著者名/発表者名
      瀬戸里枝,鼎信次郎
    • 雑誌名

      水文・水資源学会誌

      巻: 34 号: 3 ページ: 161-180

    • DOI

      10.3178/jjshwr.34.161

    • NAID

      130008052518

    • ISSN
      0915-1389, 1349-2853
    • 年月日
      2021-05-05
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radiative Characteristics at 89 and 36 GHz for Satellite-Based Cloud Water Estimation Over Land2021

    • 著者名/発表者名
      Seto Rie、Aida Kentaro、Koike Toshio、Kanae Shinjiro
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 59 号: 2 ページ: 1355-1368

    • DOI

      10.1109/tgrs.2020.2996239

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Do surface lateral flows matter for data assimilation of soil moisture observations into hyperresolution land models?2020

    • 著者名/発表者名
      Sawada Yohei
    • 雑誌名

      Hydrology and Earth System Sciences

      巻: 24 号: 8 ページ: 3881-3898

    • DOI

      10.5194/hess-24-3881-2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Machine Learning Accelerates Parameter Optimization and Uncertainty Assessment of a Land Surface Model2020

    • 著者名/発表者名
      Sawada Yohei
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 125 号: 20

    • DOI

      10.1029/2020jd032688

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transpiration and evaporation of grassland using land surface modelling2020

    • 著者名/発表者名
      Ma Wenchao、Wei Zhongwang、Wang Pei、Asanuma Jun
    • 雑誌名

      Hydrological Processes

      巻: 34 号: 17 ページ: 3656-3668

    • DOI

      10.1002/hyp.13792

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Monitoring and predicting agricultural droughts for a water-limited sub-continental region by integrating a land surface model and microwave remote sensing2019

    • 著者名/発表者名
      Sawada, Y., T. Koike, E. Ikoma, and M. Kitsuregawa
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 58 号: 1 ページ: 14-33

    • DOI

      10.1109/tgrs.2019.2927342

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-sector multi-region economic growth model of drought and the value of water: A case study in Pakistan2019

    • 著者名/発表者名
      Yokomatsu, M, H. Ishiwata, Y. Sawada, Y. Suzuki, T. Koike, A. Naseer, and M. J. M. Cheema
    • 雑誌名

      International Journal of Disaster Risk Reduction

      巻: 43 ページ: 101368-101368

    • DOI

      10.1016/j.ijdrr.2019.101368

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 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] Toward High-Resolution Soil Moisture Monitoring by Combining Active-Passive Microwave and Optical Vegetation Remote Sensing Products with Land Surface Model2019

    • 著者名/発表者名
      Toride、Sawada、Aida、Koike
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19 号: 18 ページ: 3924-3924

    • DOI

      10.3390/s19183924

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of water and energy Budget-based Rainfall-Runoff-Inundation model (WEB-RRI) and its verification in the Kalu and Mundeni River Basins, Sri Lanka2019

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Rasmy, Takahiro Sayama, Toshio Koike
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology

      巻: 579 ページ: 124163-124163

    • DOI

      10.1016/j.jhydrol.2019.124163

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ブラジル北東域における植生動態-陸面結合データ同化手法による長期渇水解析に基づく穀物生産量・必要灌漑水量の推定に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      筒井浩行, 澤田洋平, 生駒栄司, 喜連川優, 小池俊雄
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 74 ページ: 1417-1422

    • NAID

      130007940130

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Uncertainty of Reference Pixel Soil Moisture Averages Sampled at SMAP Core Validation Sites2019

    • 著者名/発表者名
      Chen F, Crow WT, Cosh MH, Colliander A, Asanuma J, Berg A, Bosch DD, Caldwell TG, Collins CH, Jensen KH, Martinez-Fernandez J, McNairn H, Starks PJ, Su Z and Walker JP
    • 雑誌名

      Journal of Hydrometeorology

      巻: 20 号: 8 ページ: 1553-1569

    • DOI

      10.1175/jhm-d-19-0049.1

    • 関連する報告書
      2019 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] Evaluation of the AMSR2 L2 soil moisture product of JAXA on the Mongolian Plateau over seven years (2012 - 2018)2019

    • 著者名/発表者名
      Kaihotsu I, Asanuma J, Aida K and Oyunbaatar D
    • 雑誌名

      SN Applied Sciences

      巻: 1 号: 11 ページ: 1477-1477

    • DOI

      10.1007/s42452-019-1488-y

    • NAID

      120007132734

    • 関連する報告書
      2019 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] 雲存在下での大気陸面間の高周波マイクロ波放射伝達特性に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      瀬戸里枝,会田健太郎,鼎信次郎
    • 雑誌名

      学会論文集B1(水工学)

      巻: 75 ページ: 1-6

    • NAID

      130007940040

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Representing Cloud Water Content of Extensive Cloud Systems Over Land Using Satellite‐Based Passive Microwave Observations With a Coupled Land and Atmosphere Assimilation Method2018

    • 著者名/発表者名
      Seto R.、Koike T.、Kanae S.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 123 号: 22 ページ: 12829-12856

    • DOI

      10.1029/2018jd028864

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ブラジル北東域における2005年歴史的渇水の植生動態-陸面結合データ同化によるモニタリング2018

    • 著者名/発表者名
      筒井浩行・澤田洋平・小池俊雄
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1

      巻: 74-5

    • NAID

      130007757778

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Examining possibility of cloud/rain/ice water path partitioning over land using passive microwave observations2021

    • 著者名/発表者名
      Rie Seto and Shinjiro Kanae
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Machine learning accelerates parameter optimization and uncertainty assessment of an ecosystem model2020

    • 著者名/発表者名
      Yohei Sawada
    • 学会等名
      JpGU-AGU joint meeting virtual
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cloud water content estimation over land and its validation using A-train satellites2020

    • 著者名/発表者名
      Rie Seto, Toshio Koike and Shinjiro Kanae
    • 学会等名
      American Geophysical Union, Fall Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 衛星マイクロ波放射計を用いた陸域雲水量の推定2020

    • 著者名/発表者名
      瀬戸里枝,小池俊雄,鼎信次郎
    • 学会等名
      日本気象学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] How much is the accuracy of land emissivity representation necessary for adequate cloud water content estimation over land using satellite-based passive microwave remote sensing?2020

    • 著者名/発表者名
      Rie Seto, Kentaro Aida, Toshio Koike and Shinjiro Kanae
    • 学会等名
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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