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衛星観測による瞬時値情報を用いた時間積算降水量推定手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K15096
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分22040:水工学関連
研究機関東京工業大学 (2023)
京都先端科学大学 (2020-2022)
東京大学 (2019)

研究代表者

内海 信幸  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (60594752)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード衛星リモートセンシング / 降水量 / 降水リトリーバル / マイクロ波 / グリーンランド / 降水マップ / 降水 / マイクロ波放射計 / 低軌道衛星
研究開始時の研究の概要

多くの応用分野で利用されている衛星観測による全球降水プロダクトは、入力値として30分程度の時間代表性を持つ降水観測値を必要とする。しかし現在、高精度の降水推定が可能なセンサーは地球を周回する人工衛星に搭載されており、そこからは衛星が対象地点上空を通過する一瞬の瞬時値しか得られない。このため、求められる時間スケールとの間にギャップが存在する。この問題の解決のため本研究では、瞬時値しか得られない人工衛星による降水観測情報から、実用上求められる時間スケール(30分程度)の時間積算降水量を推定する手法を開発する。

研究成果の概要

降水の鉛直分布と地上降水量の時間分布の関係を明らかにし、さらに降水の鉛直構造の情報を用いて地上での積算降水量の推定精度を向上させる手法を提案した。これはレーダ観測を用いて、上空の降水の鉛直分布情報から地上の時間積算降水量を推定する手法である。また、マイクロ波放射計観測を用いて降水鉛直構造の推定を現実的に行うことが可能であることを示した。従来、マイクロ波放射計観測では平面的な降水量の推定は行えるものの、立体的な情報を得ることを難しいと考えられており、本研究の成果はマイクロ波放射計観測の新しい可能性を示すものである。加えて機械学習手法を用いた新しい降水量推定手法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

降水の瞬間的な観測しかできない人工衛星搭載センサの情報を用いて、降水の時間積算量を推定する手法を提案した。これは、降水の鉛直構造についての情報を活用する手法である。降水の時間積算量は瞬間値と比較して防災等の観点で重要であり、本研究の成果は防災等に用いられる衛星降水マップの精度向上に資するものである。
また、従来はレーダ以外では難しいと考えられていた降水鉛直構造の推定を、マイクロ波放射計でも行うことができることを示した。これは人工衛星搭載のマイクロ波放射計の新しい可能性を示したものである。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 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

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] KAIST(韓国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Jet Propulsion Laboratory/University of Oklahoma/NOAA(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Multi‐Task Learning for Simultaneous Retrievals of Passive Microwave Precipitation Estimates and Rain/No‐Rain Classification2023

    • 著者名/発表者名
      Bannai Takumi、Xu Haoyang、Utsumi Nobuyuki、Koo Eunho、Lu Keming、Kim Hyungjun
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 50 号: 7

    • DOI

      10.1029/2022gl102283

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] グリーンランド南部の積雪面マイクロ波特性とGSMaP降雪量への影響2022

    • 著者名/発表者名
      UTSUMI Nobuyuki、LIU Guosheng、WATANABE Satoshi
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_523-I_528

    • DOI

      10.2208/jscejhe.78.2_I_523

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intrinsic uncertainty in the sub-daily satellite products at their native resolutions2021

    • 著者名/発表者名
      Haddad, Z. S., F. J. Turk, N. Utsumi, and P.-E. Kirstetter
    • 雑誌名

      WCRP Report

      巻: Chapter 1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Adapting Passive Microwave-Based Precipitation Algorithms to Variable Microwave Land Surface Emissivity to Improve Precipitation Estimation from the GPM Constellation2021

    • 著者名/発表者名
      Turk F. Joseph、Ringerud Sarah E.、You Yalei、Camplani Andrea、Casella Daniele、Panegrossi Giulia、San? Paolo、Ebtehaj Ardeshir、Guilloteau Clement、Utsumi Nobuyuki、Prigent Catherine、Peters-Lidard Christa
    • 雑誌名

      Journal of Hydrometeorology

      巻: 22 ページ: 1755-1781

    • DOI

      10.1175/jhm-d-20-0296.1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] フィンランドにおける降雪事例を対象とした衛星リモートセンシング降雪推定の検証2021

    • 著者名/発表者名
      内海 信幸, 金 炯俊, 瀬戸 心太
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_1201-I_1206

    • DOI

      10.2208/jscejhe.77.2_I_1201

    • NAID

      130008160004

    • ISSN
      2185-467X
    • 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
  • [雑誌論文] Evaluation of Precipitation Vertical Profiles Estimated by GPM-Era Satellite-Based Passive Microwave Retrievals2021

    • 著者名/発表者名
      Utsumi Nobuyuki、Turk F. Joseph、Haddad Ziad S.、Kirstetter Pierre-Emmanuel、Kim Hyungjun
    • 雑誌名

      Journal of Hydrometeorology

      巻: 22 号: 1 ページ: 95-112

    • DOI

      10.1175/jhm-d-20-0160.1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A Comparative Analysis of Clear-Sky TB Estimation Techniques for snowfall retrieval2024

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Utsumi
    • 学会等名
      11th Workshop of International Precipitation Working Group
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precipitation Vertical Profiles Estimated by GPM-era Satellite-based Passive Microwave Retrievals2020

    • 著者名/発表者名
      Utsumi, N., Turk, F. J., Haddad, Z. S., Kirstetter, P. E., & Kim, H.
    • 学会等名
      Earth Observation for Water Cycle Science 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] How well do passive microwave algorithms estimate vertical profiles of precipitation?2019

    • 著者名/発表者名
      Utsumi, N. and F. J. Turk
    • 学会等名
      AGU Fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating Vertical Precipitation Profiles Estimated from a Passive Microwave Algorithm, Separated by Land Surface Conditions2019

    • 著者名/発表者名
      Turk, F. J. and N. Utsumi
    • 学会等名
      2019 NASA PMM Science Team Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Using vertical rain profile information to improve satellite-based sub-hourly surface rain estimates, in 12th International Precipitation Conference2019

    • 著者名/発表者名
      Utsumi, N., H. Kim, F. J. Turk, and Z. S. Haddad
    • 学会等名
      12th International Precipitation Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Towards Consistency between the Near-Surface and Vertical Precipitation Structure in the GPM Precipitation Constellation Data Record, in 12th International Precipitation Conference2019

    • 著者名/発表者名
      Turk, F. J., N. Utsumi, Z. S. Haddad, P. Kirstetter
    • 学会等名
      12th International Precipitation Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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