インドネシア気象レーダ網観測の高精度化と衛星降雨推定手法開発への応用

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18KK0130
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 重 尚一 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60344264)
• 研究分担者: 牛尾 知雄 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50332961) ; 久保田 拓志 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 第一宇宙技術部門, 主任研究開発員 (90378927) ; 佐山 敬洋 京都大学, 防災研究所, 准教授 (70402930) ; 広瀬 民志 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 第一宇宙技術部門, 宇宙航空プロジェクト研究員 (80709296)
• 研究期間 (年度): 2018-10-09 – 2022-03-31
• キーワード: 全球衛星降水マップ / インドネシア気象レーダ

研究実績の概要

本研究は、インドネシア地上気象レーダを利用し、全球衛星降水マップ（GSMaP: Global Satellite Mapping of Precipitation）の検証・改良を目的とする。インドネシアでは地上雨量計が不足しているため、日本が運用している衛星搭載降レーダと雨滴粒径分布の現地観測を併用する。
2019年7月末にインドネシア国立航空宇宙研究所（LAPAN）を訪問して研究打合せを行い、本研究実施のための協力関係を結んだ。雨滴粒径分布観測装置をLAPANに設置することとなり、LAPANの支援の下、雨滴粒径分布観測装置を運送・設置するための研究ビザ取得を行った。書類が全て整った2020年3月初旬、雨滴粒径分布観測装置を運送・設置するために出張を予定していたが、出張前日にインドネシアで初の新型コロナの患者が出たためLAPANの要請で急遽出張が中止となってしまった。
また、インドネシア気象気候地球物理庁（BMKG）からサンプルとして提供を受けた気象レーダデータを用いて、静止気象衛星ひまわり8号の赤外マルチバンド観測データからランダムフォレスト機械学習法によって降雨推定するアルゴリズム（HRA: Hirose et al. 2019)の検証を行った。昨年度検証を行ったGSMaP準リアルタイム配信版は、降雨システムの伝播方向を気象レーダの観測の東進とは逆の西進に推定していたが、HRAアルゴリズムは弱い雨の東進を辛うじて推定していた。しかしながら、レーダから推察されるような強い降雨は推定できておらず、今後、機械学習の変数を追加して改良すべきことが分かった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

インドネシア気象気候地球物理庁(BMKG）との学術交流協定締結が中々進まない中、インドネシア国立航空宇宙研究所（LAPAN）との協力関係を結んで活路を見出したが、新型コロナの影響で雨滴粒径分布観測装置を運送・設置できない状態になっているため。

今後の研究の推進方策

雨滴粒径分布観測装置を運送・設置する出張は、長期間不可能だと予想される。現在の研究制限が緩和されれば、業者に依頼して雨滴粒径分布観測装置を輸出し、インドネシア国立航空宇宙研究所（LAPAN）の職員にテレビ会議などを利用して設置してもらう予定である。また、それまでの間、入手済みのデータを利用して降雨推定アルゴリズムの改良に取り組む。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナの影響で、観測装置をインドネシアへ運搬・設置ができなくなってしまった。現在の研究制限が緩和されれば、業者に依頼して雨滴粒径分布観測装置を輸出する。

研究成果

• [国際共同研究] インドネシア気象気候地球物理庁/バンドン工科大学/インドネシア国立航空宇宙研究所(インドネシア)
  • 国名: インドネシア
  • 外国機関名: インドネシア気象気候地球物理庁/バンドン工科大学/インドネシア国立航空宇宙研究所
  • 他の機関数: 1
• [雑誌論文] Global Satellite Mapping of Precipitation (GSMaP) Products in the GPM Era (2020)
  • 著者名/発表者名: Kubota Takuji, Aonashi Kazumasa, Ushio Tomoo, Shige Shoichi, Takayabu Yukari N., Kachi Misako, Arai Yoriko, Tashima Tomoko, Masaki Takeshi, Kawamoto Nozomi, Mega Tomoaki, Yamamoto Munehisa K., Hamada Atsushi, Yamaji Moeka, Liu Guosheng, Oki Riko
  • 雑誌名: Satellite precipitation measurement, Springer 巻: 67 ページ: 355～373
  • DOI: 10.1007/978-3-030-24568-9_20
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Estimates of Spaceborne Precipitation Radar Pulsewidth and Beamwidth Using Sea Surface Echo Data (2020)
  • 著者名/発表者名: Kanemaru Kaya, Iguchi Toshio, Masaki Takeshi, Kubota Takuji
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 巻: Early access ページ: 1～13
  • DOI: 10.1109/TGRS.2019.2963090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of TRMM Microwave Imager Rainfall Datasets from NASA and JAXA (2020)
  • 著者名/発表者名: You Yalei, Wang Nai-Yu, Kubota Takuji, Aonashi Kazumasa, Shige Shoichi, Kachi Misako, Kummerow Christian, Randel David, Ferraro Ralph, Braun Scott, Takayabu Yukari
  • 雑誌名: Journal of Hydrometeorology 巻: 21 ページ: 377～397
  • DOI: 10.1175/JHM-D-19-0022.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 4-year Climatology of Global Drop Size Distribution and its Seasonal Variability Observed by Spaceborne Dual-frequency Precipitation Radar (2020)
  • 著者名/発表者名: M. Yamaji, H. G. Takahashi, T. Kubota, R. Oki, A. Hamada, and Y. N. Takayabu
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc 巻: 98 ページ: in press
  • DOI: 10.2151/jmsj.2020-038
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Global Precipitation Measurement (GPM) Mission (2020)
  • 著者名/発表者名: Kidd Christopher, Takayabu Yukari N., Skofronick-Jackson Gail M., Huffman George J., Braun Scott A., Kubota Takuji, Turk F. Joseph
  • 雑誌名: Satellite precipitation measurement, Springer 巻: 67 ページ: 3～23
  • DOI: 10.1007/978-3-030-24568-9_1
  • 査読あり
• [雑誌論文] 衛星観測に基づく潜熱及び降水量推定手法の開発とアジアモンスーン域での地形性降雨特性の解明 ―2018年度日本気象学会学会賞記念講演― (2020)
  • 著者名/発表者名: 重尚一
  • 雑誌名: 天気 巻: 67 ページ: 27～41
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The IPWG Satellite Precipitation Validation Effort (2020)
  • 著者名/発表者名: Kidd Christopher, Shige Shoichi, Vila Daniel, Tarnavsky Elena, Yamamoto Munehisa K., Maggioni Viviana, Maseko Bathobile
  • 雑誌名: Satellite Precipitation Measurement 巻: 2 ページ: 453～470
  • DOI: 10.1007/978-3-030-35798-6_1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of runoff generation methods for land use impact assessment using SWAT model in humid tropics (2020)
  • 著者名/発表者名: Eva Mia Siska Yamamoto, Takahiro Sayama, Kodai Yamamoto, Apip
  • 雑誌名: Hydrological Research Letters 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] WMO Space-Based Weather and Climate Extremes Monitoring Demonstration Project (SEMDP): First Outcomes of Regional Cooperation on Drought and Heavy Precipitation Monitoring for Australia and Southeast Asia (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuleshov Yuriy, Kurino Toshiyuki, Kubota Takuji, Tashima Tomoko, Xie Pingping
  • 雑誌名: Rainfall - Extremes, Distribution and Properties,IntechOpen 巻: 1 ページ: 4
  • DOI: 10.5772/intechopen.85824
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High Temporal Rainfall Estimations from Himawari-8 Multiband Observations Using the Random-Forest Machine-Learning Method (2019)
  • 著者名/発表者名: HIROSE Hitoshi, SHIGE Shoichi, YAMAMOTO Munehisa K., HIGUCHI Atsushi
  • 雑誌名: Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II 巻: 97 ページ: 689～710
  • DOI: 10.2151/jmsj.2019-040
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Improvement of the Heavy Orographic Rainfall Retrievals in the GSMaP Algorithm for Microwave Radiometers (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoihi Shige
  • 学会等名: NASA Jet Propulsion Laboratory
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Improvement of the Heavy Orographic Rainfall Retrievals for Microwave Radiometers (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Shige
  • 学会等名: 2019 PMM Science Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The Importance of Warm-Rain Processes in Heavy Rainfall Events: Lessons Learned from the Development of Satellite Rainfall Retrievals (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Shige
  • 学会等名: IP4 (International Workshop on Prediction skill of extreme Precipitation events and tropical cyclones: Present status and future Prospects) and Annual Climate Change Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Improvement of the Heavy Orographic Rainfall Retrievals in the GSMaP Algorithm for Microwave Radiometers Considering Cloud and Precipitation Processes (2019)
  • 著者名/発表者名: Shoichi Shige, Munehisa K. Yamamoto
  • 学会等名: AOGS2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ひまわり 8 号降雨推定アルゴリズムを用いた熱帯アジアモンスーン域の降雨の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 広瀬民志, 重尚一，樋口篤志，豊嶋紘一
  • 学会等名: 2019年度日本気象学会秋季大会