衛星を用いた都市域におけるPM2.5濃度の広域分布推定

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25340019
• 研究機関: 近畿大学
• 研究代表者: 佐野 到 近畿大学, 理工学部, 教授 (10247950)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: エアロゾル / PM2.5 / GOSAT

研究実績の概要

近年，日本においても地上のPM2.5計測網が充実してきたが，環境省がとりまとめる「そらまめくん」の計測拠点が大部分であり，気象庁のアメダスと比べ偏在しているのが実情である．人工衛星による大気計測の利点は，単一計測器で広域の計測を行うことができることある．衛星計測から得られる大気環境情報としては雲，エアロゾル，水蒸気量，CO2分布など多岐にわたるが，本研究ではエアロゾルとPM2.5の関係性に着目し，エアロゾル情報からのPM2.5濃度推定を行った．大凡の手順は次の通りである．
①地上からのエアロゾル情報取得とPM2.5濃度の関係性調査．②衛星からのエアロゾル情報抽出．③得られるエアロアゾル情報の精度検証．④エアロゾル面情報を用いたPM2.5濃度推定．
以上の手続きにてPM2.5濃度分布推定を行った．得られるPM2.5濃度と一部の地上計測値との比較を行った結果，約±6 μg/m3の精度で推定を行うことができた．なお，本手法に関する発表として，EGU 2015においてエアロゾルとPM2.5の関係性，IGARSS 2015におてPM2.5リモートセンシングを発表している．また，将来発刊予定の書物「Atmospheric aerosol: life cycle and effects on air quality and climate」，編集者（C. Tomasi, S. Fuzzi, A. Kokhanovsky）において第9章 「Aerosol and air quality」の一部にPM2.5推定を記載している．
衛星からのPM2.5濃度推定手法は日本が運用中のGOSAT衛星搭載のCAI（雲・エアロゾルイメージャ）データに基づき開発を行った．本手法は，他衛星データへの適用も可能である．特に平成27年度７月に稼働を開始した「ひまわり８号」衛星搭載AHI（高性能ひまわりイメージャ）データは，静止軌道衛星ゆえ高頻度の衛星観測データが得られる．衛星からのエアロゾル導出は晴天域に限られるため，高頻度データの取得は今後のPM2.5濃度分布継続観測に大いに役立つと言える．

研究成果

• [雑誌論文] Space-Based Remote Sensing of Atmospheric Aerosols: The Multi-Angle Spectro-Polarimetric Frontier (2015)
  • 著者名/発表者名: Kokhanovsky, A.A., A. B. Davis , B. Cairns, O. Dubovik, O. Hasekamp, I. Sano, S. Mukai, V. Rozanov, P. Litvinov, T. Lapyonok, I. S. Kolomiets, Y. A. Oberemok, S. Savenkov, A. di Noia, F. Xu , M. Duan , D. Diner, and R. Munro
  • 雑誌名: Earth Science Reviews 巻: 145 ページ: 85-116
  • DOI: 10.1016/j.earscirev.2015.01.012
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Retrieval for PM2.5 distribution from space (2015)
  • 著者名/発表者名: Sano, I., S. Mukai, and M. Nakata
  • 雑誌名: Proc. IEEE IGARSS 2015 巻: N/A ページ: 2206-2209
  • DOI: 10.1109/IGARSS.2015.7326243
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relation between aerosol characteristics and impact factor on climate and environment (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakata, M., I. Sano, and S. Mukai
  • 雑誌名: Proc. IEEE IGARSS 2015 巻: N/A ページ: 2206-2209
  • DOI: 10.1109/IGARSS.2015.7326278
• [雑誌論文] Detection and/or distinction between haze and/or cloud (2015)
  • 著者名/発表者名: Mukai, S., I. Sano, M. Nakata
  • 雑誌名: Proc. IEEE IGARSS 2015 巻: N/A ページ: 2210-2213
  • DOI: 10.1109/IGARSS.2015.7326244
• [学会発表] Retrieval for PM2.5 distribution from space (2015)
  • 著者名/発表者名: Sano, I., S. Mukai, and M. Nakata
  • 学会等名: IEEE Int. Geosci. and Remote Sensing Symp. 2015
  • 発表場所: Milan, Italy
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] On relationship between aerosols and PM2.5 (2015)
  • 著者名/発表者名: Sano,I, S. Mukai and M. Nakata
  • 学会等名: EGU meeting 2015
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2015-04-12 – 2015-04-17
  • 国際学会