広域観測データを用いた陸面データ同化実験

• 研究課題/領域番号: 26289159
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 水工学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 浅沼 順 筑波大学, 生命環境系, 教授 (40293261)
• 研究分担者: 松島 大 千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (50250668) ; 馬 文超 筑波大学, アイソトープ環境動態研究センター, 研究員 (60743101) ; 萬 和明 京都大学, 工学研究科, 助教 (90554212)
• 研究協力者: 会田 健太郎
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2015年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: 土壌水分 / 陸面モデル / 陸面同化システム / 粒子フィルター / 地表面熱収支モデル / GCOM-W1 / 地球観測衛星 / 大気陸面相互作用 / 熱慣性 / 表層土壌水分 / 粒子フィルタ / 陸面過程モデルSiBUC / 地表面熱収支 / 地表面水収支 / データ同化 / モンゴル草原

研究成果の概要

モンゴルの一様な草原地帯にて観測された土壌水分の時空間変動を解析したところ、非常に時空間に大きな変動が見出され、モデル実験の適用には、扱いに注意が必要である事が明らかとなった．
地表面における境界条件を与えることを念頭に、衛星データを使用した土壌の2層モデルを適用した．その結果、3.8％の誤差で土壌水分が推定された．陸面過程モデルSiBUCに粒子フィルターを適用した同化手法の開発を目指し、その条件設定について検討した結果、初期値として幅広い分布を仮定する方が良い事が明らかとなった．

研究成果

• [国際共同研究] NASA(米国)
• [国際共同研究] 水文環境気象研究所/水文環境気象局(モンゴル)
• [雑誌論文] Thermal inertia approach using a heat budget model to estimate the spatial distribution of surface soil moisture over a semiarid grassland in Central Mongolia (2018)
  • 著者名/発表者名: Dai Matsushima, Jun Asanuma, Ichirow Kaihotsu
  • 雑誌名: Journal of Hydrometeorology 巻: 19-1 号: 1 ページ: 245-265
  • DOI: 10.1175/jhm-d-17-0040.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimating surface soil moisture from SMAP observations using a Neural Network technique (2018)
  • 著者名/発表者名: Kolassa J.、Reichle R.H.、Liu Q.、Alemohammad S.H.、Gentine P.、Aida K.、Asanuma J.、Bircher S.、Caldwell T.、Colliander A.、Cosh M.、Holifield Collins C.、Jackson T.J.、Martinez-Fernandez J.、McNairn H.、Pacheco A.、Thibeault M.、Walker J.P.
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 204 ページ: 43-59
  • DOI: 10.1016/j.rse.2017.10.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] GCOM-W AMSR2 soil moisture product validation using core validation sites (2018)
  • 著者名/発表者名: Bindlish R, Cosh M, Jackson T, Koike T, Fujii H, Chan S, Asanuma J, Berg A, Bosch D, Caldwell T, Collins C, Mcnairn H, Martinez-Fernandez J, Prueger J, Rowlandson T, Seyfried M, Starks P, Thibeault M, Van Der Velde R, Walker J and Coopersmith E
  • 雑誌名: IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing 巻: 11(1) 号: 1 ページ: 209-219
  • DOI: 10.1109/jstars.2017.2754293
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and assessment of the SMAP enhanced passive soil moisture product (2018)
  • 著者名/発表者名: Chan S.K., Bindlish R., O'Neill P.、Jackson T.、Njoku E.、Dunbar S.、Chaubell J.、Piepmeier J.、Yueh S.、Entekhabi D.、Colliander A.、Chen F.、Cosh M.H.、Caldwell T.、Walker J.、Berg A.、McNairn H.、Thibeault M.、Uldall F.、Seyfried M.、Bosch D.、Starks P.、Holifield Collins C.、Asanuma J.
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 204 ページ: 931-941
  • DOI: 10.1016/j.rse.2017.08.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] 土壌組成をパラメータとした熱慣性と土壌水分の関係の変化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松島 大・浅沼 順・開發一郎
  • 雑誌名: 2016土壌水分ワークショップ論文集 巻: - ページ: 13-17
• [雑誌論文] Validation of SMAP surface soil moisture products with core validation sites (2017)
  • 著者名/発表者名: Colliander A, Jackson T, Bindlish R, Chan S, Das N, Kim S, Cosh M, Dunbar R, Dang L, Pashaian L, Asanuma J, Aida K, Berg A, Rowlandson T, Bosch D, Caldwell T, Caylor K, Goodrich D, al Jassar H, Lopez-Baeza E, Martinez-Fernandez J, Livingston S, McNairn H, Pacheco A, Moghaddam M
  • 雑誌名: Remote Sensing of Environment 巻: 191 ページ: 215-231
  • DOI: 10.1016/j.rse.2017.01.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] AMSR2 Soil Moisture Product Validation (2017)
  • 著者名/発表者名: R., Bindlish; T., Jackson; M., Cosh; J. Asanuma, et al
  • 雑誌名: 2017 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS) 巻: 印刷中
• [雑誌論文] MAHASRI Activities in Northeast Asia (2016)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, Jun; Yuriko, Koike; Gombo Davaa
  • 雑誌名: GEWEX News 巻: 26(4) ページ: 22-23
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Spatial and seasonal variations of CO2 flux, and photosynthetic and respiratory parameters of larch forests in East Asia (2015)
  • 著者名/発表者名: Takagi K, Hirata R, Ide R, Ueyama M, Ichii K, Saigusa N, Hirano T, Asanuma J, Li S, Machimura T, Nakai Y, Ohta T and Takahashi Y
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 61 号: 1 ページ: 61-75
  • DOI: 10.1080/00380768.2014.990349
  • NAID: 210000011712
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Satellite-Based Analysis of Evapotranspiration and Water Balance in the Grassland Ecosystems of Dryland East Asia (2014)
  • 著者名/発表者名: Xia J, Liang S, Chen J, Yuan W, Liu S, Li L, Cai W, Zhang L, Fu Y, Zhao T, Asanuma, J., and others
  • 雑誌名: PloS one 巻: 9 号: 5 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0097295
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] AMSR2 Soil Moisture Product Validation (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅沼, 順; R., Bindlish; T., Jackson; M., Cosh; et al
  • 学会等名: IGARSS 2017
  • 発表場所: Fort Worth, TX, USA
  • 年月日: 2017-07-23
  • 国際学会
• [学会発表] Spatio-temporal distribution of surface soil moisture derived from thermal inertia using multi-satellite data over a semi-arid steppe in Central Mongolia (2017)
  • 著者名/発表者名: Dai Matsushima, Ichirow Kaihotsu, Jun Asanuma
  • 学会等名: 14th Anuual Meeting Asia Oceania Geosciences Society
  • 国際学会
• [学会発表] モンゴル草原における衛星フットプリントスケール土壌水分の時空間変動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林 健史; 浅沼 順; 会田 健太郎; 開發 一郎; Davaa Gombo
  • 学会等名: 水文・水資源学会研究発表会
• [学会発表] 土壌水分の観測情報を用いた平滑化手法による陸面データ同化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野田 貴頌; 萬 和明; 立川 康人; 市川 温; 浅沼 順; 開發 一郎
  • 学会等名: 水文・水資源学会研究発表会
• [学会発表] 表層土壌熱慣性推定値と土壌水分実測値及びAMSR2土壌水分プロダクトとの比較 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松島 大; 浅沼 順; 開發 一郎
  • 学会等名: 水文・水資源学会研究発表会
• [学会発表] 長期観測によるモンゴル草原における衛星フットプリントスケール 土壌水分の時空間変動解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林 健史; 浅沼 順; 開發 一郎; Davva G; Oyunbaatar D
  • 学会等名: 水文・水資源学会研究発表会
• [学会発表] 土壌組成をパラメータとした熱慣性と土壌水分の関係の変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松島 大・浅沼 順・開發一郎
  • 学会等名: 2016土壌水分ワークショップ
  • 発表場所: 広島大学東京オフィス（東京都・港区）
  • 年月日: 2016-12-10
• [学会発表] Hydro4m’ Hydro-Meteorological study with Multi-satellite sensors and Multidimensional approaches at Mongolian Grassland (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Asanuma and K. Aida
  • 学会等名: SMAP Cal/Val Workshop
  • 発表場所: Columbia Maryland, USA
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会
• [学会発表] An approach to estimate spatial distribution of surface heat fluxes using satellite data and a heat budget model over a desert steppe (2015)
  • 著者名/発表者名: Dai Matsushima, Reiji Kimura, Masato Shinoda
  • 学会等名: International Symposium on Agricultural Meteorology 2015
  • 発表場所: Tsukuba Center for Institutes, Tsukuba
  • 年月日: 2015-03-18
• [学会発表] Hydrometeorology in Mongolian Grassland (2015)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, J., T. Sato, K. Aida, Y. Koike, K. Kobayashi, M. Saito, G. Davaa, D. Oyunbaatar
  • 学会等名: Asian monsoon Hydroclimate -Review of MAHASRI and Beyond-
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-03-04
• [学会発表] Toward upscaling ground-based measurements for validating the AMSR2 soil moisture products (2015)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, J., K. Aida, K. Kobayashi, and H. Fujii,
  • 学会等名: Joint PI Meeting of Global Environment Observation Mission 2014
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-01-12 – 2015-01-16
• [学会発表] Application of Particle Filter to Land Surface Model Using in Site Soil Moisture Observation in Semi-arid Region (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuaki Yorozu and Yasuto Tachikawa
  • 学会等名: 95th American Meteorological Society Annual Meeting
  • 発表場所: Phoenix, USA
  • 年月日: 2015-01-04 – 2015-01-08
• [学会発表] Estimating Spatial Disturbution of Surface Soil Mositure Conditions Using a Downscale Technique with Thermal Inertia Retrieved from AMSR2 Soil Moisture Products (2014)
  • 著者名/発表者名: Dai Matsushima, Reiji Kimura
  • 学会等名: 2014 Fall Meeting of American Geophysical Union
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-12-17
• [学会発表] A summary of Asian Dryland Model Intercomparison Project (ADMIP) (2014)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, J., Ojima, D., Yorozu, K., Chen, Y., Hosaka, M., Ichii, K., JAMSTEC; Ito, A., Hong, J., Kondo, M., Li, Q., Mabuchi, K., Miyazaki, S., Parton, W., Sato, H., Tachiiri, K., Zhang, X., Xue, Y., Yang, K., Yang, Z-L., Ailikun
  • 学会等名: 7th International Scientific Conference on the Global Water and Energy Cycle
  • 発表場所: World Forum, The Hague, The Netherlands
  • 年月日: 2014-07-14 – 2014-07-17
• [学会発表] A summary of Asian Dryland Model Intercomparison Project (ADMIP) (2014)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, J., Ojima, D., Yorozu, K., Chen, Y., Hosaka, M., Ichii, K., JAMSTEC; Ito, A., Hong, J., Kondo, M., Li, Q., Mabuchi, K., Miyazaki, S., Parton, W., Sato, H., Tachiiri, K., Zhang, X., Xue, Y., Yang, K., Yang, Z-L., Ailikun
  • 学会等名: MAIRS Open Science Conference
  • 発表場所: Friendship Hotel, Beijing, China.
  • 年月日: 2014-04-07 – 2014-04-10