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熱帯域の植生面温度に関する新知見獲得と植生呼吸・光合成量の推定精度向上への展開

研究課題

研究課題/領域番号 20K19952
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関千葉大学

研究代表者

山本 雄平  千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 助教 (30845102)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード静止気象衛星 / 地表面温度 / 植生 / 猛暑 / 光合成量 / ひまわり8号 / 陸域植生 / 環境ストレス / 植生リモートセンシング
研究開始時の研究の概要

熱帯林は地球上の森林面積のおよそ半分を占め、その光合成活動は膨大な二酸化炭素を吸収することから「地球の肺」とも形容される。しかしながら、熱帯域においては、植生の光合成速度に密接に関わる温度の情報を広域かつ高頻度に観測する手段がないため、実際の二酸化炭素吸収量は把握できない現状にある。
本研究では、日本の新世代静止軌道衛星「ひまわり8号」のデータを用いて東南アジア・オセアニアの熱帯域における植生面温度を高頻度に推定し、日変化特性にまで踏み込んだ時空間形態を明らかにする。さらに、得られた知見を用いて植生呼吸量・光合成量推定モデルの精緻化を行う。

研究成果の概要

気象衛星ひまわり8号・9号データを用いた地表面温度推定アルゴリズムの選定と検証を行い、植生面温度解析において信頼性の高いプロダクトを構築した。構築された植生面温度プロダクトは時間分解能が高い。この特長を生かして、植生面温度の日最高温度や日較差の情報を抽出し、湿潤気候下でも植生の乾燥化を検出できる手法を新たに考案した。また、光合成量を推定するモデルに植生面温度を組み込むことで、植生が日中に受ける温度ストレスの影響を精緻に表現できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地表面温度推定アルゴリズムの選定と検証:高頻度かつ高精度な地表面温度プロダクトを構築できたことで、特にこれまで雲被覆によって観測が妨げられてきた湿潤地域(熱帯気候や温帯気候など)での応用が期待される。
湿潤気候下での乾燥化検出手法の考案:本成果は、森林や農地の健康状態のモニタリングに革新的なものであり、熱波や干ばつにおける早期警戒システムの構築に貢献できる。
光合成量推定モデルへの植生面温度の組み込み:本成果は、植物生理学や生態学の研究において重要な意義を持つ。また、気候変動に伴う猛暑の頻発化や激甚化は湿潤地域でも懸念されており、これからの炭素収支モニタリングに重要な知見となる。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Detection of vegetation drying signals using diurnal variation of land surface temperature: Application to the 2018 East Asia heatwave2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Yuhei、Ichii Kazuhito、Ryu Youngryel、Kang Minseok、Murayama Shohei、Kim Su-Jin、Cleverly Jamie R.
    • 雑誌名

      Remote Sensing of Environment

      巻: 291 ページ: 113572-113572

    • DOI

      10.1016/j.rse.2023.113572

    • 関連する報告書
      2023 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] Uncertainty quantification in land surface temperature retrieved from Himawari-8/AHI data by operational algorithms2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Yuhei、Ichii Kazuhito、Ryu Youngryel、Kang Minseok、Murayama Shohei
    • 雑誌名

      ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing

      巻: 191 ページ: 171-187

    • DOI

      10.1016/j.isprsjprs.2022.07.008

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Detection of Vegetation Drying Signals in East Asia Using High-Frequency Land Surface Temperature Data from Himawari Geostationary satellite2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Yuhei、Ichii Kazuhito、Ryu Youngryel、Kang Minseok、Murayama Shohei、Kim Su-Jin、Cleverly Jamie R.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Utilizing Himawari-8 Land Surface Temperatures to Detect Vegetation Drying2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Yuhei、Ichii Kazuhito、Ryu Youngryel、Kang Minseok、Murayama Shohei、Kim Su-Jin
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of heating and drying signals over terrestrial vegetation during the 2018 East Asia heat wave using Himawari-8/AHI land surface temperature data2022

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Yamamoto, Kazuhito Ichii, Youngryel Ryu, Minseok Kang, Shohei Murayama
    • 学会等名
      AOGS 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ひまわり8 号データを用いた地表面温度推定における不確実性の評価2022

    • 著者名/発表者名
      山本雄平, 市井和仁, 村山昌平, Youngryel Ryu, Minseok Kang
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会 第73回(令和4年度秋季)学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] An improved light-use efficiency model for estimating diurnal variation in gross primary production2022

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Yamamoto, Kazuhito Ichii, Youngryel Ryu, Minseok Kang, Shohei Murayama, Su-Jin Kim
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of AsiaFlux and OzFlux Network Data to the Validation of Himawari-8/AHI Land Surface Temperature Data2021

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Yamamoto, Kazuhito Ichii, Youngryel Ryu, Minseok Kang, Shohei Murayama
    • 学会等名
      AsiaFlux Online Conference 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Uncertainty quantification in operational algorithms to retrieve land surface temperature from Himawari-8/AHI data2021

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Yamamoto, Kazuhito Ichii
    • 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

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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