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衛星による混合相雲の物理過程の全球解析

研究課題

研究課題/領域番号 22K03721
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17020:大気水圏科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

佐藤 可織  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (00584236)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 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)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード衛星アクティブセンサ / 氷粒子カテゴリー / 混合相雲-降水物理過程 / ドップラースペクトラム / 混合相 / 雲-降水物理過程 / 散乱素過程 / 雲物理機構
研究開始時の研究の概要

混合相雲とそこから生成される降雪粒子の微物理量を解析する、新たな衛星解析手法を開発する。地上観測等による検証手法を確立し検証を実施する。ミリ波雲レーダ・ライダを搭載する衛星アクティブセンサ観測から、新規手法により微物理量と同時に決定される雲物理過程モデルのパラメータを解析することで混合相雲の物理特性形成に重要な機構の解明を目指す。

研究実績の概要

本研究課題では、混合相雲とそこから生成される降雪粒子の微物理量を解析する、新たな衛星解析手法の開発を行うことを目的としている。衛星解析手法の開発と検証のため、地上観測データを用いた衛星検証手法を確立する。94GHzの雲レーダを搭載するCloudSat衛星(NASA)と2波長偏光ライダを搭載するCALIPSO衛星 (NASA-CNES)および、初めてドップラー機能を有する94GHzドップラー雲レーダと波長355nmの高スペクトル分解ライダが搭載される日欧共同提案のThe Earth Cloud, Aerosol and Radiation Explorer (EarthCARE)衛星観測から、新たに開発を行う衛星解析手法による雲・降水粒子微物理量抽出と同時に決定される雲物理過程モデルのパラメータの解析を行う。これらのことにより、混合相雲および、降雪粒子の物理特性形成に重要な機構の解明を目指す。本年度は、衛星搭載ライダ、ミリ波雲レーダを中心とした衛星搭載アクティブセンサ観測から詳細な雲氷粒子カテゴリーの3次元分布を初めて明らかにし、混合相雲とそこから生成される降雪粒子の微物理量を抽出し全球解析を行う独自手法の開発を行い、感度実験を実施した。また、開発した地上の光 学式ディスドロメーターおよび、マイクロレインレーダのドップラースペクトラムなど地上複合観測データによる衛星検証手法の検証と拡張を行った。本研究課題で得られたこれらの研究成果は、国際学術誌に投稿した他、国際学会等を通して研究成果の報告を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

衛星搭載アクティブセンサ観測から雲・降水粒子の物理量に関する新たな解析を可能にする手法と衛星検証手法を独自開発し、研究成果を国際学術誌および、国際学会等を通して発表した。研究課題は概ね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

開発した衛星解析手法を用い衛星観測から全容が解明されていない混合相雲・氷粒子カテゴリー・降雪粒子の微物理特性の全球解析を実施し、微物理量と同時に決定される雲物理過程モデルのパラメータを解析する。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 11件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] CNR-ISAC(イタリア)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ISAC-CNR(イタリア)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Assessing 94-GHz Radar Estimates in Polar Regions through the K2W Methodology2024

    • 著者名/発表者名
      Bracci, K. Sato, L. Baldini, H. Okamoto
    • 雑誌名

      4th URSI AT-RASC, in press

      巻: - ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Global Analysis of Height‐Resolved Ice Particle Categories From Spaceborne Lidar2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Kaori、Okamoto Hajime
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 50 号: 17 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1029/2023gl105522

    • 関連する報告書
      2023 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 methodology for evaluating spaceborne W-band Doppler radar by combined use of Micro Rain Radar and a disdrometer in Antarctica2023

    • 著者名/発表者名
      Bracci Alessandro、Sato Kaori、Baldini Luca、Porcu Federico、Okamoto Hajime
    • 雑誌名

      Remote Sensing of Environment

      巻: 294 ページ: 113630-113630

    • DOI

      10.1016/j.rse.2023.113630

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Aerosol profile measurement with dual-wavelength high-spectral-resolution lidar using a scanning interferometer2022

    • 著者名/発表者名
      Jin Yoshitaka、Nishizawa Tomoaki、Sugimoto Nobuo、Takakura Satoru、Aoki Makoto、Ishii Shoken、Yamazaki Akihiro、Kudo Rei、Yumimoto Keiya、Sato Kaori、Okamoto Hajime
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 61 号: 13 ページ: 3523-3523

    • DOI

      10.1364/ao.451707

    • 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
  • [学会発表] K2W, una nuova metodologia per la validazione delle misure satellitari di precipitazione da radar in banda W usando dati ground-based di Micro Rain Radar e disdrometro: risultati dalla stazione Antartica “Mario Zucchelli”2024

    • 著者名/発表者名
      Bracci, A., Sato, K., Baldini, L., Porcu, F., Okamoto, H.
    • 学会等名
      5° Congresso Nazionale AISAM
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of EarthCARE Standard and Research Products for Cloud and Precipitation2023

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Baldini, L., Bracci, A.,, Okamoto, H.
    • 学会等名
      ESA-JAXA Pre-Launch EarthCARE Science and Validation Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Global analysis of cloud-particle categories with their physical properties2023

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Komatsu, S., Okamoto, H.
    • 学会等名
      ESA-JAXA Pre-Launch EarthCARE Science and Validation Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of EarthCARE Standard and Research Products for Cloud and Precipitation2023

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Baldini, L. Bracci, A.
    • 学会等名
      The Joint PI Meeting of JAXA Earth Observation Missions
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] K2W, a methodology for evaluating spaceborne W-band Doppler radar using Micro Rain Radar and disdrometer: results from an Italian station in Antarctica2023

    • 著者名/発表者名
      Bracci, A., Sato, K., Baldini, L., Porcu;, F. and Okamoto, H.
    • 学会等名
      ESA-JAXA Pre-Launch EarthCARE Science and Validation Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 衛星搭載雲レーダ・ライダ複合利用による全球雲解析2023

    • 著者名/発表者名
      Sato,K., Okamoto, H., Nakajima, T., Komatsu, S., Ueno, M.
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Cloud physical processes inferred from space-borne cloud radar2023

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Okamoto, H.
    • 学会等名
      28th IUGG General Assembly
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of the environmental conditions for the generation of ice particle types from A-train observations2023

    • 著者名/発表者名
      Komatsu, S., Sato, K.
    • 学会等名
      ESA-JAXA Pre-Launch EarthCARE Science and Validation Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On Comparing 94 GHz Satellite Measurements with a Micro Rain Radar and Disdrometer Observations in an Antarctic Site2022

    • 著者名/発表者名
      Bracci, A., Sato, K., Baldini, L., Porcù, F. and Okamoto, H.
    • 学会等名
      11th European Conference on Radar in Meteorology and Hydrology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of EarthCARE Standard and Research Products for Cloud and Precipitation2022

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Baldini, L. and Bracci, A.
    • 学会等名
      The Joint PI Meeting of JAXA Earth Observation Missions
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spaceborne doppler radar observation in clouds and precipitation2022

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., Baldini, L., Bracci, A., Okamoto, H.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cloud and Precipitation Retrievals from Space-borne Doppler Cloud Profiling Radar2022

    • 著者名/発表者名
      Sato, K., E.Oikawa, H. Ishimoto and H. Okamoto
    • 学会等名
      International radiation symposium,
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vertical air motion in clouds by Doppler cloud radar and lidar2022

    • 著者名/発表者名
      Toyota et al.
    • 学会等名
      Meteorological Society of Japan Autumn Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Generation mechanism of characteristics of precipitations in the Arctic2022

    • 著者名/発表者名
      Wu et al.
    • 学会等名
      Meteorological Society of Japan Autumn Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] JAXA EarthCARE cloud product, in Ch2. CEOS Best Practice Protocol for validation of Aerosol, Cloud, and Precipitation Profiles2024

    • 著者名/発表者名
      Sato, K.
    • 出版者
      CEOS Best Practice Protocol for validation of Aerosol, Cloud, and Precipitation Profiles (in press)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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