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衛星観測を活用した陸域雲降水粒子のより分け推定と鉛直分布推定アルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K14834
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
研究機関気象庁気象研究所 (2022-2023)
東京工業大学 (2020-2021)

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) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード衛星マイクロ波観測 / 陸域雲降水粒子 / 陸域 / 雲降水粒子より分け推定 / 雲降水粒子 / より分け推定 / 鉛直分布推定 / 雲降水粒子のより分け推定 / 衛星観測
研究開始時の研究の概要

昨今の世界的課題である水文気象の極端現象の理解や予測にとって、雲降水粒子の詳細な分布は重要な情報であるが、そのデータは非常に少ない。本研究では、マイクロ波衛星観測から雲降水粒子をより分けて同時推定し、更に可視・近赤外衛星観測の併用でその鉛直分布も適切に推定する手法を開発し、適切な評価を行う。また既存の手法の適用は主に海域に限られるのに対し、本研究では陸域を対象にした推定手法の確立により既存の手法の穴を埋め、広範囲・長期にわたって適用できる推定手法の構築を行う。これにより、本研究は、雲降水粒子の推定手法について、雲+降水、海洋+陸域の2方向に適用範囲を拡張し、技術的ブレークスルーを達成する。

研究実績の概要

Kaバンド帯に属する36GHzのマイクロ波衛星観測データを用いて、陸域の液相雲水量を推定する手法を構築した。雲水量推定の際の大気プロファイルや、雲水量の鉛直分布の設定を様々に変えた感度解析を行うとともに、雲レーダのプロダクトとの比較を行い、本手法の妥当性と限界について詳細な評価を行った。その結果、Kaバンド帯の利用により、液相のみを高精度に推定できる可能性が示された。これまで陸域の雲水量推定は、固相の影響の大きな高周波数のマイクロ波が使われていたが、本研究により、液相と固相のより分け推定の可能性が示された。以上の成果を国際ジャーナルに発表した。
また、昨年度に引き続き、小型衛星観測データから本手法を用いて推定した雲水量を活用したデータ同化・降水予測についても検討し、河川流域スケールの降水予測向上に陸域雲水量が寄与することを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初計画と同程度の進捗があり、学術論文への発表や国際学会での発表投稿も行った。更に、一定の成果が得られたため、当初の計画にはなかった、現業モデルへの本手法の組み込みの検討を始めている。

今後の研究の推進方策

当初計画では、気象予測の初期値作成への応用に向けた、陸域雲水量推定手法の開発のみを計画していたが、現業の数値予測の向上への貢献に向けて、本手法を現業モデルへの組み込みに着手する。これと並行して、雲と雨のより分けの可能性を検討する。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Feasibility of Liquid Water Path Estimation of Over Land Using Satellite-Based Ka-Band Passive Microwave Data2024

    • 著者名/発表者名
      Seto Rie、Koike Toshio、Kachi Misako
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 62 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1109/tgrs.2023.3340264

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 仮想観測シミュレーションとOSSEを組合せた小型マイクロ波衛星群データ同化による短期降水予測可能性と要求観測性能の評価法の提案2022

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

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_511-I_516

    • DOI

      10.2208/jscejhe.78.2_I_511

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
  • [学会発表] 仮想観測シミュレーションとOSSEによる小型マイクロ波衛星群データ同化の短期降水予測に対する効果の検討2023

    • 著者名/発表者名
      瀬戸 里枝,鼎 信次郎
    • 学会等名
      日本気象学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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