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高時空間解像度かつ高精度な陸域雲データの創出

研究課題

研究課題/領域番号 19K23532
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0303:土木工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関気象庁気象研究所 (2022)
東京工業大学 (2019-2021)

研究代表者

瀬戸 里枝  気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 研究官 (70799436)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード衛星マイクロ波リモートセンシング / 雲水量推定手法 / 陸域雲水量推定 / 衛星マイクロ波観測 / データ同化 / 陸域 / 雲水量 / 雲データ / 陸域雲水量データ / 衛星マイクロ波 / アジア域 / 陸域雲データ / 高空間解像度 / 高精度
研究開始時の研究の概要

気候変動やそれに伴って増加する極端現象に対する雲の影響の不確実性は、予測の信頼性向上の最大の障壁である。しかし“雲の理解が進まず、高精度な雲のデータが得られない。データがないため理解が進まない。”という悪循環に陥っているのが現状である。
本研究では昨今、その重要性が改めて指摘されている雲の水分量を主な対象として、これまで困難とされてきた、衛星観測による陸域雲水量の推定とそのモデルへの同化を適切に行う手法を構築する。これにより、時々刻々と変わる雲の分布を(高い時間解像度で)、数㎞ごとに(高い空間解像度で)、現実的に(高精度に)表現する雲データを世界に先駆けて創出する。

研究成果の概要

陸域雲水量の推定とデータ創出を行うことを目的とした大気陸面結合データ同化システムを開発し、高度化・適用範囲の拡張を行った。高度化と適用範囲の拡張においては、システムの妥当性および陸面表現精度の条件の検討を、地上マイクロ波放射計を用いた観測実験によって行った。具体的には、雲水量を適切に推定するために必要なマイクロ波の陸面輝度温度の再現精度と、その許容誤差が土壌水分にしてどの程度となるかを、異なるマイクロ波の波長(36と89GHz)に対して明らかにした。更に、複数周波数の活用によって固相雲水量の影響による誤差を低減して、雲水量のより詳細な推定を行う手法を開発し、雲データの質を向上することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発された雲水量推定手法は、陸域の雲水量の妥当な推定を可能にし、これまで世界的にも限られていた陸域の雲データを創出可能とするものである。これにより得られた陸域の雲データは、降水予測や洪水予測の初期値および予測精度の改善に寄与する。
また、地上観測により、高周波マイクロ波衛星観測を用いた場合は、厚い雲が存在すると、陸域の射出率のばらつきの影響が下向き放射の反射により相殺されることが明らかとなった。この知見は、本システムの広域適用のための基礎情報となるだけでなく、他の衛星マイクロ波による雲水量推定手法を陸域に用いるためにも、広く活用され得るものである。

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

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Development of a innovative estimation algorithm for cloud and precipitation particles over land utilising satellite observation2022

    • 著者名/発表者名
      Seto Rie
    • 雑誌名

      Impact

      巻: 2022 号: 1 ページ: 12-14

    • DOI

      10.21820/23987073.2022.1.12

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [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
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ka-band衛星マイクロ波による大気陸面結合データ同化の開発と平成30年7月豪雨への適用2021

    • 著者名/発表者名
      瀬戸里枝
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_1345-I_1350

    • DOI

      10.2208/jscejhe.77.2_I_1345

    • NAID

      130008159991

    • 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] 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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 36と89GHz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

    • NAID

      130008052518

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 75巻

    • NAID

      130007940040

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AMSR-E/AMSR2 を用いた陸域雲降水粒子の観測とその同化による短期降水予測手法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 里枝,牛山 朋來,小池 俊雄
    • 学会等名
      日本気象学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Ensemble rainfall prediction with cloud system assimilation over land using satellite passive microwave measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Rie SETO
    • 学会等名
      2021 CFMIP virtual conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
  • [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: Virtual
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 衛星搭載マイクロ波放射計を用いた陸域雲水量の推定手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      瀬戸里枝,小池俊雄,鼎信次郎
    • 学会等名
      エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation of cloud water content over land using satellite-based passive microwave observations with a coupled land and atmosphere assimilation method2019

    • 著者名/発表者名
      Rie Seto and Shinjiro Kanae
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation and assimilation of cloud water content over land and its verification using satellite-based passive and active microwave observations2019

    • 著者名/発表者名
      Rie Seto, Toshio KOIKE, and Shinjiro Kanae
    • 学会等名
      8th International EarthCARE science workshop
    • 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: 2019-09-03   更新日: 2024-01-30  

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