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衛星ー航空機ー気球ー地上連携観測による中緯度帯における夜光雲発生メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H01956
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17010:宇宙惑星科学関連
研究機関明治大学

研究代表者

鈴木 秀彦  明治大学, 理工学部, 専任准教授 (40582002)

研究分担者 坂野井 和代  駒澤大学, 総合教育研究部, 教授 (40292198)
穂積 裕太  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 特別研究員 (50803889)
坂口 歌織  国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波伝搬研究センター, 主任研究員 (60598994)
高田 拓  東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 准教授 (80455469)
津田 卓雄  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (90444421)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード夜光雲 / 地球温暖化 / 中間圏 / 小型気球 / 衛星 / 航空機 / 静止衛星 / 超高層大気 / リモートセンシング / 衛星観測
研究開始時の研究の概要

地球上で最も高い高度(~85km付近)に発生する夜光雲は通常、緯度60度以上の極域に夏季に見られる現象である。夜光雲の出現緯度範囲は温室効果ガスの全球的な増加により低緯度側へ拡大することがモデル計算により示されていることから、夜光雲は地球環境変動を映す鏡として注目されている。近年、夜光雲が従来よりも低緯度な地域で観測される例が数例あるが、事例の少なさ故に、これらが単発的現象なのか地球環境変動にリンクした傾向なのかを判別できていない。本研究では、航空機、気球、衛星、地上観測と、あらゆる手段を連携して中緯度帯における夜光雲の連続的な監視を達成し、その出現特性を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では地球温暖化の進行度合いの指標となる夜光雲(やこううん)の出現分布を精密に捉えるために、衛星、航空機、小型気球、地上光学機器を用いた観測を行った。衛星観測では気象衛星ひまわりのデータから夜光雲の出現分布を準リアルタイムで把握し地上観測と連携した。航空機観測では国内の航空会社の協力を得て、日本を発着する国際便のコックピットより中緯度帯の夜光雲を監視する観測を実施し、中緯度夜光雲を捉えるうえで航空機観測が有効であることを示した。小型気球観測では小型の係留気球により高度1200mまでカメラを飛揚させることに成功し夜間の遠景撮像を達成した。本研究により以上の夜光雲観測の新手法が実証された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

夜光雲は地球上で最も高い高度に発生する雲であり、地球「温暖化」が進行すると超高層大気が「寒冷化」し、その発生頻度と領域が拡大することが予測されている。しかし、夜光雲は高緯度帯での自然現象として知られているため、発生領域の拡大の兆候を捉えるために必要な中緯度帯での観測網は不十分である。本研究では、温暖化進行の証拠を捉えるために、中緯度夜光雲の正確な監視を行うための新しい観測手法を開発、導入し、その有効性を検証した。特に航空機が中緯度における夜光雲観測に有効であること、小型係留気球により通常地上観測を妨げる典型的な低層雲の上方(高度1km以上)で夜光雲観測が可能であることが実証された。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 12件、 招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Swedish Institute of Space Physics(スウェーデン)

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      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Swedish Institute of Space Physics(スウェーデン)

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      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Swedish Institute of Space Physics(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Capability of airline jets as an observation platform for noctilucent clouds at middle latitudes2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Hidehiko、Matsumoto Ayako、Dalin Peter、Nakamura Yuriko、Ishii Satoshi、Sakanoi Kazuyo、Sakaguchi Kaori、Takada Taku、Tsuda Takuo T.、Hozumi Yuta
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 9 号: 1 ページ: 11-11

    • DOI

      10.1186/s40645-022-00469-4

    • 関連する報告書
      2021 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] Horizontal Movement of Polar Mesospheric Clouds Observed From the Himawari‐8 Geostationary Meteorological Satellite2021

    • 著者名/発表者名
      Hozumi Yuta、Tsuda Takuo T.、Hosokawa Keisuke、Ando Yoshiaki、Suzuki Hidehiko、Murata Takeshi、Nakamura Takuji
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 126 号: 19

    • DOI

      10.1029/2021jd035081

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Polar Mesospheric Clouds Utilizing Himawari‐8/AHI Full‐Disk Images2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuda T. T.、Hozumi Y.、Kawaura K.、Tatsuzawa K.、Ando Y.、Hosokawa K.、Suzuki H.、Murata K. T.、Nakamura T.、Yue J.、Nielsen K.
    • 雑誌名

      Earth and Space Science

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.1029/2021ea002076

    • 関連する報告書
      2021 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] 超小型気球搭載観測装置の開発:LoRa通信モニターによる成層圏到達データの分析2020

    • 著者名/発表者名
      高田拓、加藤樹、坂本知也、上田真也
    • 雑誌名

      高知工業高等専門学校学術紀要

      巻: 65 ページ: 29-37

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Pattern matching of polar mesospheric clouds with data from the meteorological satellite Himawari-82021

    • 著者名/発表者名
      穂積裕太,津田 卓雄,安藤芳晃,細川敬祐,鈴木秀彦,中村卓司,村田健史
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
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      2021 実績報告書
  • [学会発表] 静止軌道衛星ひまわりで観測された極中間圏雲の年々変化2021

    • 著者名/発表者名
      白秉安,津田卓雄,鈴木秀彦,穂積裕太,安藤芳晃,細川敬祐,中村卓司,村田健史
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
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      2021 実績報告書
  • [学会発表] Detection of polar mesospheric clouds utilizing Himawari-8/AHI fulldisk images2021

    • 著者名/発表者名
      津田卓雄, 穂積裕太, 安藤芳晃, 細川敬祐, 鈴木秀彦, 村田健史, 中村卓司, Yue Jia, Nielsen Kim, 三好勉信
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第150回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2020年および2021年における 北海道での夜光雲観測状況および 補足率向上に向けたイメージャー の開発2021

    • 著者名/発表者名
      中村優里子, Peh Bengau, 鈴木秀彦, 石井智士, 坂野井和代, 坂口歌織, 西谷望, 岩本勉之, 高田拓, 津田卓雄, 穂積裕太, 村山泰啓, 小川忠彦, 藤吉康志
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第150回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Polar mesospheric cloud (PMC) structures tracking with data from the meteorological satellite Himawari-82021

    • 著者名/発表者名
      須原 廉,高田 拓,石井 智士,遠藤 哲歩,鈴木 秀彦,加藤恵輔,上田 真也
    • 学会等名
      2021年度 大気球シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 夜光雲観測のための超小型係留気球観測システムの開発と実証実験2021

    • 著者名/発表者名
      遠藤哲歩,石井智士,鈴木秀彦,高田拓,別所晏柚,加藤恵輔,津田卓雄,穂積裕太
    • 学会等名
      2021年度 MTI研究集会
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      2021 実績報告書
  • [学会発表] 夜光雲観測のための係留気球実験に用いるカメラ安定化用ジンバル機構および気球係留索巻き取り装置の設計・開発?2021

    • 著者名/発表者名
      別所晏柚, 斉藤弘樹, 石井智士, 高田拓, 鈴木秀彦, 加藤恵輔
    • 学会等名
      日本設計工学会研究発表講演会 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Detection of polar mesospheric clouds utilizing Himawari-8/AHI full-disk images2021

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, Y. Hozumi, Y. Ando, K. Hosokawa, H. Suzuki, K. T. Murata, T. Nakamura, J. Yue, K. Nielsen, and Y. Miyoshi
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structure tracking of polar mesospheric clouds by the meteorological satellite, Himawari-82021

    • 著者名/発表者名
      Y. Hozumi, T. T. Tsuda, Y. Ando, K. Hosokawa, H. Suzuki, T. Murata, and T. Nakamura
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polar mesospheric cloud detection by the Advanced Himawari Imager onboard the Japanese geostationary-Earth-orbit meteorological satellite Himawari-82021

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, Y. Hozumi, Y. Ando, K. Hosokawa, H. Suzuki, T. Murata, T. Nakamura, J. Yue, K. Nielsen, and Y. Miyoshi
    • 学会等名
      The 12th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of polar mesospheric clouds utilizing Himawari-8/AHI full-disk images2021

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, Y. Hozumi, Y. Ando, and K. Hosokawa
    • 学会等名
      AIM 34th Science Team Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 昭和基地における夜光雲イメージング観測の提案2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木秀彦, 石井智士, 中村優里子
    • 学会等名
      南極研究・観測の将来構想に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The spatial structures and seasonal variations of the polar mesospheric clouds seen from the meteorological satellite Himawari-82020

    • 著者名/発表者名
      Yuta Hozumi,Takuo T. Tsuda, Kento Kawaura, Yoshiaki Ando, Keisuke Hosokawa, Hidehiko Suzuki, Takuji Nakamura, Ken T. Murata
    • 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
  • [学会発表] Real-time monitoring of polar mesospheric clouds utilizing Himawari-8 full disk images2020

    • 著者名/発表者名
      津田卓雄,穂積裕太,安藤芳晃,細川敬祐,鈴木秀彦,中村卓司,村田健史
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第148回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of polar mesospheric cloud emissions observed by Himawari-82020

    • 著者名/発表者名
      安藤芳晃, 津田卓雄, 穂積裕太,細川敬祐, 鈴木秀彦, 中村卓司,村田健史
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第148回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 極中間圏雲の発生と磁気圏からの高エネルギー電子降下の関連 について2020

    • 著者名/発表者名
      細川敬祐, 津田卓雄, 穂積裕太,安藤芳晃, 鈴木秀彦, 中村卓司,村田健史
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第148回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Polar mesospheric cloud (PMC) structures tracking with data from the meteorological satellite Himawari-82020

    • 著者名/発表者名
      穂積裕太, 津田卓雄, 安藤芳晃,細川敬祐, 鈴木秀彦, 中村卓司,村田健史
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会 第148回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 超小型係留気球による夜光雲観測を目指した装置開発と初期実験結果2020

    • 著者名/発表者名
      田邊茉佑、高田拓、上田真也、遠藤哲歩、鈴木秀彦
    • 学会等名
      2020年度 大気球シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] PMC detection method applying to Himawari-8 data2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kawaura, T. T. Tsuda, Y. Hozumi, Y. Ando, K. Hosokawa, H. Suzuki, T. Nakamura, and K. T. Murata
    • 学会等名
      The Tenth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PMC detection in Himawari-8 full disk image2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kawaura, T. T. Tsuda, Y. Hozumi, Y. Ando, K. Hosokawa, H. Suzuki, T. Nakamura, and K. T. Murata
    • 学会等名
      Sixth International Symposium on Arctic Research
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Studeis of Noctilucent Clouds in Midlatitude Region by Coordinated Observation with a Geostationary Satellite, Airplanes, Balloons, and Ground-based Imagers2019

    • 著者名/発表者名
      Hidehiko Suzuki, Akiho Endo, Yuriko Nakamura, Peter A Dalin, Taku Takada, Takuo T. Tsuda, Yuta Hozumi, Kazuyo Sakanoi, Kaori Sakaguchi, Nozomu Nishitani, Katsushi Iwamoto, Yasuhiro Murayama, Tadahiko Ogawa?and Yasushi Fujiyoshi
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2019 Fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Polar mesospheric clouds observation from the Himawari geostationary meteorological satellite2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Hozumi, Takuo T. Tsuda, Kento Kawaura, Yoshiaki Ando, Keisuke Hosokawa, Hidehiko Suzuki, Takuji Nakamura?and Takeshi Murata
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2019 Fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation plan for noctilucent clouds in midlatitude region from a geostationary satellite, airplanes, a balloon, and ground-based imagers2019

    • 著者名/発表者名
      Hidehiko Suzuki, Taku Takada, Takuo T. Tsuda, Yuta Hozumi, Kazuyo Sakanoi, Kaori Sakaguchi, Nozomu Nishitani, Katsushi Iwamoto, Yasuhiro Murayama, Tadahiko Ogawa?and Yasushi Fujiyoshi
    • 学会等名
      46th Annual European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PMC observations utilizing full disk images obtained from the Japanese Geostationary Earth Orbit meteorological satellite Himawari-82019

    • 著者名/発表者名
      T. T. Tsuda, H. Suzuki, Y. Hozumi, K. Kawaura, Y. Ando, K. Hosokawa, T. Nakamura, and K. T. Murata
    • 学会等名
      46th Annual European Meeting on Atmospheric Studies by Optical Methods
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 静止軌道衛星ひまわり 8 号可視バンドによる極中間圏雲の観測2019

    • 著者名/発表者名
      穂積裕太,津田卓雄,安藤芳晃,細川敬祐,鈴木秀彦,中村卓司,村田健史
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第146回総会及び講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of an imager specialized in an observation of noctilucent clouds in high latitude regions2019

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Nakamura and Hidehiko Suzuki
    • 学会等名
      The Tenth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超小型気球による夜光雲観測を目指した装置開発と初期実験結果2019

    • 著者名/発表者名
      加藤樹、高田拓、坂本知也、上田真也、遠藤哲歩、鈴木秀彦
    • 学会等名
      2019年度 大気球シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ひまわり 8 号全球画像を用いた極中間圏雲の自動検出手法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      川浦健斗、津田卓雄、穂積裕太、安藤芳晃、細川敬祐、鈴木秀彦、中村卓司、村田健史
    • 学会等名
      MTI 研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 静止軌道衛星ひまわり 8 号による極中間圏雲の観測2019

    • 著者名/発表者名
      津田卓雄, 穂積裕太, 川浦健斗, 安藤芳晃, 細川敬祐, 鈴木秀彦, 中村卓司, 村田健史
    • 学会等名
      第37回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] LoRa通信機を用いた超小型気球搭載観測装置の開発と初期実験報告2019

    • 著者名/発表者名
      加藤樹、坂本知也、高田拓、上田真也
    • 学会等名
      2019電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Himawari PMC observation

    • URL

      http://ttt01.cei.uec.ac.jp/himawari/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 【速報】6月の北海道上空に異常現象が発生! 明治大学理工学部 鈴木秀彦准教授らが観測に成功!

    • URL

      https://www.meiji.ac.jp/koho/press/6t5h7p000034cbph.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 北海道で夜光雲の初の連続日観測

    • URL

      https://www.isee.nagoya-u.ac.jp/research-results/NLC2020.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 総合教育研究部の坂野井和代教授が参加する研究チームが北海道で「夜光雲」の観測に成功しました

    • URL

      https://www.komazawa-u.ac.jp/news/research/2020/0701-9409.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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