広域観測データを用いた陸面データ同化実験

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26289159
• 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, 工学部, 教授 (50250668) ; 萬 和明 京都大学, 工学研究科, 助教 (90554212) ; 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)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 陸面モデル / 大気陸面相互作用 / 陸面同化システム / 熱慣性 / 地表面熱収支モデル / 表層土壌水分

研究実績の概要

観測地域の土壌水分の時空間変動について、時空間統計解析を行った．対象地域（約１００km×１００km）の土壌水分観測地点で観測された土壌水分の、空間平均、空間分散の時系列を調べると、湿潤過程（降水）において空間分散が増加し、乾燥過程（蒸発）において空間分散が減少する傾向にあることが明らかとなった．すなわち、降水過程はメソスケールが卓越する降水分布によって、空間分散が増加するのに対し、蒸発過程は、土地被覆が一様であることから、日射量のみに依存した一様な蒸発量によって、土壌水分の空間分布は一様になる傾向があることが明らかとなった．
陸面過程モデルSiBUCと粒子フィルタによる平滑化手法の開発については、28年度は，データ同化頻度の違いによる土壌水分および蒸発散への影響を考察した．その結果，毎日データ同化を行う場合を頻度が最も多いとした場合，同化頻度が多い方が観測値に近い土壌水分を推定することができること，同化頻度が少なくてもある程度の推定精度向上は見込めること，データ同化が行われるタイミングが推定結果に強く影響することがわかった．
また、昨年度に引き続き同化実験対象領域（MDG観測点を中心とする約40 km四方）における表層土壌水分の空間分布データを地表面熱収支モデルの最適化手法によって推定した。これにより、2001～2013年まで（日射量データが欠損している2006, 2007年を除く）の夏季（5～9月）における 2 km 格子の表層土壌水分分布の時空間データを整備した。

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

研究代表者が、学内管理業務に加えて、大学として掲げる目標（国際化や組織的な研究推進）の達成のために実施する組織的な研究に、多くの時間を費やさざるを得ない状況であり、そちらに時間を多く費やすことを求められているため、本研究計画に費やす時間が極端に少なくなっている．そのため、全体の統括に支障が生じているが、その他はおおむね順調に進展している．

今後の研究の推進方策

個々の共同研究者の研究進捗は、それぞれに様々な学内業務やプロジェクト研究などに時間を取られているにも関わらず、非常に進行状態は良いと考えている．プロジェクト全体の統括については、研究代表者と共同研究者が集合して、全体の取りまとめを行う機会を持つことを検討している．

次年度使用額が生じた理由

ワークステーションを購入したが、技術の発展により、予想以上に安価で購入することができた．そのため、計算資源ではなく、ストレージに資金を回すことにしたが、発注が間に合わなかった．

次年度使用額の使用計画

大容量のデータを取り扱っているため必要となったストレージ（ハードディスクなど）を購入する予定である．

研究成果

• [国際共同研究] NASA(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NASA
• [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 ページ: 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
• [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 – 2017-07-28
  • 国際学会
• [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