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衛星搭載風ライダーによる風高度分布観測の空間分解能最適化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K04849
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関東京都立大学 (2020-2022)
国立研究開発法人情報通信研究機構 (2019)

研究代表者

石井 昌憲  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (70359107)

研究分担者 岡本 幸三  気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 室長 (40584660)
久保田 拓志  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 第一宇宙技術部門, 研究領域主幹 (90378927)
宮本 佳明  慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (90612185)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードドップラー風ライダー / 衛星観測 / 数値予報 / データ同化技術 / シミュレータ / 衛星 / データ同化 / ライダーシミュレータ / 光計測 / 衛星搭載 / ライダー / 風 / ドップラー / 観測システムシミュレーション実験
研究開始時の研究の概要

衛星搭載ドップラー風ライダーより高い空間分解能をもち、かつ、技術的に開発可能なDWLによる複数シナリオの風データを疑似的に作成(シミュレート)し、データ同化実験を行うことによって数値予報へのインパクトについて調べ、数値予報に最適な衛星搭載DWLの空間分解能について明らかにする。そのために、高い空間分解能を有する気象場(疑似真値場)とエアロゾル場の構築とDWL衛星シミュレータとデータ同化システムの高度化を図る。

研究成果の概要

研究期間全体を通じ、将来の風ライダー衛星の観測シナリオとして3シナリオを明らかにした。ライダー衛星による風観測の有用性を高めるために、最適な空間分解能の選択とデータ品質管理手法が重要であること、観測システムシミュレーションの実験結果から風ライダー衛星による風観測は、数値予報による環境場の予測精度を平均的に2-3%まで改善が見込めるだけでなく、狭域的な気象現象に対しても改善する可能性があることが分かった。大気乱流予測の観点から航空機運航業務に必要な空間分解能、シミュレータの高度割当課題を通したシミュレータの高度化について、研究計画立案時に想定されていなかった成果も得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

宇宙産業市場が急速に拡大する中、宇宙システム開発に求められる時間は急速に短くなり、システム開発と試行を短期間に行うことが求められている。その様な社会背景において、シミュレータを用いる衛星システムの実現性検討、データ同化技術による科学的・定量的な調査は、風ライダー衛星が軌道上に投入された際の効果について、客観的に評価を行えることから極めて重要である。本研究の成果は、将来の風ライダー衛星が抱える問題を早期に予測し、改善・解決に繋げられ、その実現性・信頼性を高めることに寄与するだけでなく、数値予報や気候変動予測に貢献できるため、社会的意義は極めて高い。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (45件) (うち国際学会 10件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Validation of Aeolus Level 2B wind products using wind profilers, ground-based Doppler wind lidars, and radiosondes in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Iwai Hironori、Aoki Makoto、Oshiro Mitsuru、Ishii Shoken
    • 雑誌名

      Atmospheric Measurement Techniques

      巻: 14 号: 11 ページ: 7255-7275

    • DOI

      10.5194/amt-14-7255-2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Reporting on space-based DWL activities in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      S. Ishii, K. Okamoto, I. Okabe, T. T. Sekiyama, T. Kubota, T. Imai, D. Sakaizawa, S. Imamura, N. Tomii, K. Fujihira, K. Nonaka, T. Takemi, T. Nishizawa, H. Fudeyasu, Y. Miyamoto, T. Miyoshi, A. Matsumoto10, R. Oki, M. Satoh, and T. Iwasaki
    • 学会等名
      Aeolus Science Advisory Group meeting (#6)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reporting on space-based DWL activities in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      S. Ishii, K. Okamoto, I. Okabe, T. T. Sekiyama, T. Kubota, T. Imai, D. Sakaizawa, S. Imamura, N. Tomii, K. Fujihira, K. Nonaka, T. Takemi, T. Nishizawa, H. Fudeyasu, Y. Miyamoto, T. Miyoshi, A. Matsumoto10, R. Oki, M. Satoh, and T. Iwasaki
    • 学会等名
      Aeolus Science Advisory Group meeting (#7)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Future space-based Lidar in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      S. Ishii
    • 学会等名
      International Workshop on Climate, Water, Land, AND Life in Monsoon Asia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 数値予報精度向上のための衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測2022

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲, 岡本幸三, 岡本創, 木村俊義, 久保田拓志, 今村俊介, 境澤大亮, 藤平耕一, 松本紋子, 関山剛, 西澤智明, 竹見哲也, 宮本佳明, 佐藤篤, 沖理子, 佐藤正樹, 岩崎俊樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 次世代衛星搭載コヒーレントライダーのためのシミュレータ開発に向けて2022

    • 著者名/発表者名
      山中沙羅, 石井昌憲, 竹中秀樹
    • 学会等名
      日本気象学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Feasibility study of space-based coherent Doppler wind lidar in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      S. Ishii, K. Okamoto, I. Okabe, S. Yamanaka, T. Kubota, Y. Miyamoto, and A. Matsumoto
    • 学会等名
      21st Coherent Laser Radar Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Simulator for Coherent Doppler Wind Lidar2022

    • 著者名/発表者名
      S. Yamanaka, S. Ishii, and H. Takenaka
    • 学会等名
      21st Coherent Laser Radar Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測の実現性検討2022

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲, 山中沙羅, 竹中秀樹, 岡本幸三, 岡部いづみ, 石橋俊之, 久保田拓志, 宮本佳明, 松本紋子
    • 学会等名
      第40回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 次世代衛星搭載コヒーレントライダーのためのシミュレータ開発2022

    • 著者名/発表者名
      山中沙羅, 石井昌憲, 竹中秀樹
    • 学会等名
      第40回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Aeolus衛星の視線風速データ同化による数値予測への寄与2022

    • 著者名/発表者名
      岡部いづみ, 岡本幸三, 石橋俊之, 石井昌憲, 山中沙羅
    • 学会等名
      第40回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ドップラー風ライダー:象予測精度向上のための全球風観測ミッション2022

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲, 岡本幸三, 岡本創, 木村俊義, 久保田拓志, 今村俊介, 境澤大亮, 藤平耕一, 松本紋子, 関山剛, 西澤智明, 竹見哲也, 宮本佳明, 佐藤篤, 沖理子, 佐藤正樹, 岩崎俊樹
    • 学会等名
      地球観測ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal Variation of Environmental Fields of Aviation Turbulence around Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Soshi Ito, Yoshiaki Miyamoto, Yoshiyuki Kajikawa
    • 学会等名
      American Meteorological Society 102nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reporting on space-based DWL activities in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Shoken Ishii, Kozo Okamoto, Koichi Fujihira, Ayako Matsumoto, Takuji Kubota, Tadashi Imai, Daisuke Sakaizawa, Shunsuke Imamura, Naoya Tomii, Tomoaki Nishizawa, Riko Oki, Masaki Satoh, and Toshiki Iwasaki
    • 学会等名
      ESA Aeolus Science Advisory Group meeting (#5)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation experiment for Aeolus Level 2A and 2B products in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Shoken Ishii, Hironori Iwai, Makoto Aoki, Mitsuru Oshiro, Tomoaki Nishizawa, Yoshitaka Jin, Nobuo Sugimoto, Hideki Takenaka, Eiji Oikawa, Hajime Okamoto
    • 学会等名
      Aeolus 3rd Anniversary
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Feasibility study of space-based coherent Doppler wind lidar in Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Shoken Ishii, Kozo Okamoto, Izui Okabe, Sara Yamanaka, Takuji Kubota, Yoshiaki Miyamoto, Ayako Matsumoto
    • 学会等名
      Coherent Laser Radar Conference 2022
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 衛星による風観測と数値予報データ同化2021

    • 著者名/発表者名
      岡本幸三, 岡部いづみ, 久保田拓志, 石井昌憲
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーOSSE~台風進路予測へのインパクト評価~2021

    • 著者名/発表者名
      岡部いづみ, 岡本幸三, 石井昌憲, 石橋俊之, 田中泰宙, 久保田拓志,藤平耕一, 今村俊介, 宮本佳明, 松本紋子, 山中沙羅
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライ ダーの観測データを用いた台風の構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡真由美,久保田拓志,岡部いづみ,岡本幸三
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2011年4月27日に発生した乱気流の環境場の解析2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤創司, 宮本佳明
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 台風縁近域における乱気流発生可能性の調査2021

    • 著者名/発表者名
      小野稜平, 宮本佳明
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値予報精度向上のための衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測2021

    • 著者名/発表者名
      石井 昌憲,岡本 幸三,久保田 拓志,佐藤 篤,境澤 大亮,西澤 智明,松本 紋子,津上 哲 也,石橋 俊之,田中 宙中,Philippe Baron,青木 誠,沖 理子,佐藤 正樹,岩崎 俊樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測に向けて2021

    • 著者名/発表者名
      石井 昌憲 ,岡本 幸三,久保田 拓志 ,藤平 耕一, 今井 正 , 境澤 大亮 ,今村 俊介 , 松本 紋子 , 佐藤 篤 , 西澤 智明 , 村田 健史 , 岡本 創 , 沖 理子 , 佐藤 正樹 , 岩崎 俊樹
    • 学会等名
      レーザーセンシング学会,第39回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーによる風観測2021

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲, 岡本幸三, 久保田拓志, 松本紋子, 佐藤篤, 境澤大亮 ,西澤智明 ,津上哲也 ,石橋俊之, 田中宙中 ,沖理子 ,佐藤正樹 ,岩崎俊樹
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2018年夏季の気象場を用いた衛星風観測シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      山中沙羅,石井昌憲,竹中秀樹,岡本幸三,石橋俊之,岡部いづみ,田中泰宙, 久保田拓志,藤平耕一,今村俊介,宮本佳明,松本紋子
    • 学会等名
      レーザセンシング学会,第39回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2018年夏季の気象場を用いた 衛星風観測シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      山中沙羅,石井昌憲,竹中秀樹,岡本幸三,石橋俊之,岡部いづみ,田中泰宙, 久保田拓志,藤平耕一,今村俊介,宮本佳明,松本紋子
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 産官学共創プロジェクトによる衛星搭載ドップラー風ライダ ーミッションの検討(航空機利用編)2021

    • 著者名/発表者名
      松本紋子, 藤平耕一, 宮本佳明, 岡本幸三, 石井昌憲
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Statistical analysis on Turbulence influencing aircrafts in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Miyamoto and Ayako Matsumoto
    • 学会等名
      Statistical analysis on Turbulence influencing aircrafts in Japan
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Environment Field Characteristics of Turbulence Affecting Aircraft around Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Soshi Ito and Yoshiaki Miyamoto
    • 学会等名
      American Meteorological Society 2021 Annual meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reporting on space-based DWL activities in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      ESA Aeolus Science Advisory Group meeting (#3), 2021年3月 解説記事
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 共創活動によって実現を目指す衛星搭載ドップラー風ライダーシステムについて2020

    • 著者名/発表者名
      松本紋子,藤平耕一, 久保田拓志, 今井正, 境澤大亮, 今村俊介, 石井昌憲, 岡本幸三, 宮本佳明
    • 学会等名
      第 64 回宇宙科学技術連合講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲,岡本幸三,久保田拓志,藤平耕一,松本紋子,今井 正,境澤大亮,今村俊介, 石橋俊之,田中泰宙,佐藤 篤,西澤智明,村田健史,岡本 創,沖 理子,佐藤正樹,岩崎俊樹
    • 学会等名
      JLRSJ 1(2), 61, 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値予報精度向上のための衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      JpGU2020,2020年7月
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Reporting from Japanese Space-Based Doppler Wind Lidar Preparatory Activities (#2)2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      ESA Aeolus Science Advisory Group meeting,2020年9月
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      第38回レーザセンシングシンポジウム,2020年9月
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーシミュレータの高度化2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      気象学会2020年度秋季大会,2020年10月
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Result of validation experiment for Aeolus wind data in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      ESA Aeolus CAL/VAL workshop,2020年11月
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Concepts for a future space-based DWL2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      ESA Aeolus CAL/VAL workshop
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Current activity for future space-based Doppler wind lidar in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      NOAA-NASA Working Group on Space-based Lidar Winds,2020年11月
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] イメージング FTS とドップラーライダによる全球風観測2020

    • 著者名/発表者名
      岡本 創,木村俊義,境澤大亮,石井昌憲,西澤智明,石元裕史,佐藤可織,及川栄治
    • 学会等名
      JLRSJ 1(2), 67, 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラーライダーが航空機運航にもたらすインパクトについて2020

    • 著者名/発表者名
      松本紋子
    • 学会等名
      第5回 超低高度衛星の利用に向けたワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 数値予報精度向上のための衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測2019

    • 著者名/発表者名
      岡本幸三, 石井昌憲, 久保田拓志, 佐藤篤, 境澤大亮, 西澤智明, 松本紋子, 津上哲也, 石橋俊之, 田中宙中, Philippe Baron, 青木誠, 沖理子, 佐藤正樹, 岩崎 俊樹
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 松本紋子, 宮本佳明, 岡本幸三 石井昌憲2019

    • 著者名/発表者名
      衛星搭載ドップラー風ライダーデータの同化による航空路の風の予測への影響
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本における衛星搭載ドップラー風ライダーの検証2019

    • 著者名/発表者名
      岩井 宏徳, 青木 誠, 大城 満, 雨谷 純, Baron Philippe, 石井 昌憲
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーデータの同化による航空路の風の予測への影響2019

    • 著者名/発表者名
      松本紋子 、宮本佳明 、岡本幸三 、石井昌憲
    • 学会等名
      日本気象学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 地上設置型ドップラーライダーとラジオゾンデを用いた衛星搭載ドップラー風ライダーの検証実験2019

    • 著者名/発表者名
      岩井宏徳, 青木誠, 大城満, 雨谷純, Baron Philippe, 石井昌憲
    • 学会等名
      日本気象学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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