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2021 年度 実施状況報告書

大気ー積雪ー海氷系放射伝達モデルの開発と気候モデル用海氷アルベドスキームの高度化

研究課題

研究課題/領域番号 20K12142
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

谷川 朋範  気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (20509989)

研究分担者 豊田 威信  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (80312411)
豊田 隆寛  気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (90450775)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード放射伝達モデル / 気候モデル / 放射観測 / アルベド / 透過率 / 積雪 / 海氷 / アイスアルジ
研究実績の概要

本年度は1.大気―積雪―海氷系の放射伝達モデルと海氷アルベド物理モデルの開発,2.北海道サロマ湖海氷上での現地観測を実施した.1.については,大気―積雪―海氷系の放射伝達モデルの検証を実施し,昨年度,北海道サロマ湖上で取得した放射観測データ・海氷観測データを用いて,放射伝達モデルの検証を実施した.その結果,積雪で覆われた海氷域のアルベドについては実測とよく一致しており,モデルの再現性を確認することができた.しかし,積雪で覆われていない海氷(裸氷)については,特に可視域のアルベドの再現性にやや課題が残った.この原因は,アイスアルジ(海氷藻類)のモデル化が不十分であること,また,海氷を構成する散乱体(気泡やブライン,アイスアルジ)の鉛直層構造の不均一性などが関係していると考えられる.海氷アルベド物理モデルについては,1.の放射伝達モデルにもとづき,積雪深,海氷厚を関数とした海氷アルベドのテーブル化に着手したところである.2.については,特に可視域のアルベドの精度向上を図るため,海氷厚の異なる様々な海氷の分光反射・透過測定を実施し,アイスアルジを含む散乱体モデルの見直しを行った.主な論文成果として,積雪,海氷の分光特性に関する研究成果が Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer 誌,Springer series in light scattering 誌に受理された.

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

大気―積雪―海氷系の放射伝達モデルについては,予定通りモデルの検証を実施することができた.一部,可視域のアルベドの再現性に課題がみられるものの,概ね観測結果をよく再現しており,一定の精度を確認することができた.また,この放射伝達モデルを用いて,海氷アルベド物理モデルの開発にも着手することができた.現在,この放射伝達モデルに関する論文執筆を進めているところである.その他,北海道サロマ湖で実施した海氷観測結果を論文発表することができ,一定の成果を挙げることができた.

今後の研究の推進方策

研究計画にもとづき,引き続き,海氷アルベド物理モデルの開発・高度化を進める.特に,昨年度取得した観測データを精査し,モデルの高度化に取り組む.また放射伝達モデルに関する論文執筆も進める.また,海氷アルベド物理モデルの気候モデル(海氷モデル)への実装を行い,気候シミュレーションによる気候変動に対する海氷の影響評価を進める.

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルスに関連して国内学会がオンライン大会となり,旅費に余剰金が生じた.この余剰金は次年度に実施するモデル開発に必要な計算機関連の消耗品に充当する.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Stevens Institute of Technology(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Stevens Institute of Technology
  • [雑誌論文] Sea ice variability along the Okhotsk coast of Hokkaido based on long-term JMA meteorological observatory data2022

    • 著者名/発表者名
      Toyoda Takahiro、Kitamura Yoshiteru、Okada Ryohei、Matsumura Kanichiro、Komatsu Kensuke K、Sakamoto Kei、Urakawa L Shogo、Nakano Hideyuki
    • 雑誌名

      Okhotsk Sea and Polar Oceans Research

      巻: 6 ページ: 27~35

    • DOI

      10.57287/ospor.6.27

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atmosphere-sea ice-ocean interaction study in Saroma-ko Lagoon, Hokkaido, Japan 20212022

    • 著者名/発表者名
      NOMURA Daiki、IKAWA Hiroki、KAWAGUCHI Yusuke、KANNA Naoya、KAWAKAMI Tatsuya、NOSAKA Yuichi 他
    • 雑誌名

      Bulletin of Glaciological Research

      巻: 40 ページ: 1~17

    • DOI

      10.5331/bgr.21R02

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spectral degree of linear polarization and neutral points of polarization in snow and ice surfaces2021

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Tomonori、Masuda Kazuhiko、Ishimoto Hiroshi、Aoki Teruo、Hori Masahiro、Niwano Masashi、Hachikubo Akihiro、Matoba Sumito、Sugiura Konosuke、Toyota Takenobu、Ohkawara Nozomu、Stamnes Knut
    • 雑誌名

      Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer

      巻: 273 ページ: 107845~107845

    • DOI

      10.1016/j.jqsrt.2021.107845

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 塩を含む積雪の含水率測定法2021

    • 著者名/発表者名
      木村 宏海、八久保 晶弘、舘山 一孝、谷川 朋範、小嶋 真輔
    • 雑誌名

      雪氷

      巻: 83 ページ: 579~590

    • DOI

      10.5331/seppyo.83.6_579

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光学リモートセンシングによる雪氷プロダクトの地上検証観測2021

    • 著者名/発表者名
      谷川 朋範、青木 輝夫、堀 雅裕、八久保 晶弘、庭野 匡思、杉浦 幸之助、的場 澄人、島田 利元
    • 雑誌名

      日本リモートセンシング学会誌

      巻: 41 ページ: 582~594

    • DOI

      10.11440/rssj.41.582

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Sea ice variability along the Okhotsk coast of Hokkaido based on long-term JMA meteorological observatory data2022

    • 著者名/発表者名
      Toyoda Takahiro、Kitamura Yoshiteru、Okada Ryohei、Matsumura Kanichiro、Komatsu Kensuke K、Sakamoto Kei、Urakawa L Shogo、Nakano Hideyuki
    • 学会等名
      The 36th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射伝達論に基づく積雪の波長別偏光特性2021

    • 著者名/発表者名
      谷川 朋範、増田 一彦、石元 裕史、青木 輝夫
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2021・千葉-オンライン)
  • [学会発表] 海氷上における塩を含む積雪の含水率測定2021

    • 著者名/発表者名
      木村 宏海、八久保 晶弘、舘山 一孝、谷川 朋範、小嶋 真輔
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2021・千葉-オンライン)
  • [図書] Springer series in light scattering 8 (分担執筆:Spectropolarimetry of snow and ice surfaces: measurements and radiative transfer calculations)2022

    • 著者名/発表者名
      Tanikawa Tomonori
    • 総ページ数
      n/a
    • 出版者
      Springer
  • [備考] research map

    • URL

      https://researchmap.jp/tomonori.tanikawa

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公開日: 2022-12-28  

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