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2020 年度 実施状況報告書

衛星搭載風ライダーによる風高度分布観測の空間分解能最適化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K04849
研究機関東京都立大学

研究代表者

石井 昌憲  東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (70359107)

研究分担者 岡本 幸三  気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 室長 (40584660)
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)
宮本 佳明  慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 講師 (90612185)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードドップラー風ライダー / 衛星 / 数値予報 / データ同化 / ライダーシミュレータ
研究実績の概要

初年度で空間分解能がやや粗い疑似真値場を用いて実施したライダーシミュレーションやデータ同化システムを用いた実験の実施、シミュレーション結果と再解析気象データと比較し、初期値に対して検証した予報精度の評価、空間分解能を向上した疑似真値場(高疑似真値場)(2018年1月、8月)を用いてシミュレータの動作確認試験等を行ってきた。
今年度は、空間分解能がやや粗い疑似真値場を用いたデータ同化システムによって得られた予報を航空機運航業務(燃料使用量、CO2排出量)の観点から複数の地域に対して評価を行い、予測精度向上の効果がある事が確認された。本研究で作成した高疑似真値場を用いてライダーシミュレーション、データ同化実験を行った。ライダーシミュレーションでは、二つのライダーシステム(波長1.5-μmを用いるシステム、波長2-μmを用いるシステム)を想定して実験を行った。2018年8月を対象としたデータ同化実験結果では、各気象要素の改善度は、予報時間初期を中心に波長1.5-μmレーザを用いるシステムでは最大3%程度、波長2-μmレーザを用いるシステムでは最大2%程度改善することがわかった。レーザシステム性能の違いにより、予報精度の改善に差が生じることが分かった。複数の高度分解能によるライダーシミュレーションを実施し、データ同化実験に着手をした。

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

高い解像度を持つ疑似真値場として空間分解能60km以下の疑似真値場として2018年1月1-31日、8月1-31日を新たに作成した。数値予測精度向上による航空機運航業務への評価を行った。作成した高疑似真値場を用いてライダーシミュレーション、データ同化実験を行い数値予報への効果を評価できた。以上の進捗状況から、当初の目標に向けて順調に研究が進展しており、予定通りの成果が見込まれると自己評価した。

今後の研究の推進方策

最終年度は、高疑似真値場を用いて複数の高度分解能によるライダーシミュレーション、データ同化実験を実施する。データ同化実験を用いてライダー観測の空間分解能の違いによる数値予報への効果を調査する。航空機運航業務へ最適な空間分解能を検討する。

次年度使用額が生じた理由

2020年度に本研究課題に成果発表として国内外の学会に参加用旅費として計上したが、オンラインによる開催だっため、旅費を全額執行することが出来なかったため繰り越すこととした。
次年度に、研究代表者、研究分担者の国内外の会議参加費、物品費として使用する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Statistical analysis on Turbulence influencing aircrafts in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Miyamoto and Ayako Matsumoto
    • 学会等名
      Statistical analysis on Turbulence influencing aircrafts in Japan
  • [学会発表] Environment Field Characteristics of Turbulence Affecting Aircraft around Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Soshi Ito and Yoshiaki Miyamoto
    • 学会等名
      American Meteorological Society 2021 Annual meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Reporting on space-based DWL activities in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      ESA Aeolus Science Advisory Group meeting (#3), 2021年3月 解説記事
  • [学会発表] 共創活動によって実現を目指す衛星搭載ドップラー風ライダーシステムについて2020

    • 著者名/発表者名
      松本紋子,藤平耕一, 久保田拓志, 今井正, 境澤大亮, 今村俊介, 石井昌憲, 岡本幸三, 宮本佳明
    • 学会等名
      第 64 回宇宙科学技術連合講演会
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲,岡本幸三,久保田拓志,藤平耕一,松本紋子,今井 正,境澤大亮,今村俊介, 石橋俊之,田中泰宙,佐藤 篤,西澤智明,村田健史,岡本 創,沖 理子,佐藤正樹,岩崎俊樹
    • 学会等名
      JLRSJ 1(2), 61, 2020
  • [学会発表] 数値予報精度向上のための衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      JpGU2020,2020年7月
  • [学会発表] Reporting from Japanese Space-Based Doppler Wind Lidar Preparatory Activities (#2)2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      ESA Aeolus Science Advisory Group meeting,2020年9月
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      第38回レーザセンシングシンポジウム,2020年9月
  • [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーシミュレータの高度化2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      気象学会2020年度秋季大会,2020年10月
  • [学会発表] Result of validation experiment for Aeolus wind data in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      ESA Aeolus CAL/VAL workshop,2020年11月
  • [学会発表] Concepts for a future space-based DWL2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      ESA Aeolus CAL/VAL workshop
  • [学会発表] Current activity for future space-based Doppler wind lidar in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      石井昌憲
    • 学会等名
      NOAA-NASA Working Group on Space-based Lidar Winds,2020年11月
  • [学会発表] イメージング FTS とドップラーライダによる全球風観測2020

    • 著者名/発表者名
      岡本 創,木村俊義,境澤大亮,石井昌憲,西澤智明,石元裕史,佐藤可織,及川栄治
    • 学会等名
      JLRSJ 1(2), 67, 2020

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公開日: 2021-12-27  

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