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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Data Assimilation Trials with Large Scale Observation Data

Research Project

Project/Area Number 26289159
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

浅沼 順  筑波大学, 生命環境系, 教授 (40293261)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松島 大  千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (50250668)
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)
萬 和明  京都大学, 工学研究科, 助教 (90554212)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords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 / 粒子フィルタ / 陸面過程モデルSiBUC
Outline of Annual Research Achievements

1.対象地域において、地表面熱収支モデルと種々の衛星データを用いた表層土壌水分分布推定法の開発を行った.この研究は同地域における大気陸面相互作用を再現するデータ同化実験の地表面における境界条件を与えることと位置づけられる.2012年の植生成長期間を対象とした表層土壌水分量推定値は、現地における実測値と体積含水率として平均3.8%の誤差として推定され、本研究の方法は有効な推定手法であることが明らかになった.なお、本研究で開発された方法は全てインターネットでアクセスできるデータを用いて計算することができ、特別な観測データを必要としないため、モンゴルに限らず各地の草原に適用できる可能性が高い.
2.陸面データ同化手法のひとつとして,陸面過程モデルSiBUCに粒子フィルタを適用した手法を開発してきた.平成29年度では,陸面データ同化手法で未知数として取り扱う、土壌水分の飽和度と、水分ポテンシャルの関係を表すパラメータについてどのような条件設定を行うとよい推定結果が得られるか分析した.その結果、初期値として幅広い分布を仮定する方がよい推定結果を得ることがわかった.これは,可能な限りあらゆるパラメータの値を設定することで,適切なパラメータ値が推定できるためであると考えられる.
3.当初データ同化に使用する予定であったJAXAのGCOM-W(しずく)搭載のAMSR2によって得られる土壌水分データに、強い乾燥バイアスがあることが明らかとなtた.今後の研究の展開を考えて、代替として、NASAの人工衛星SMAPを考え、その土壌水分観測値を整備することとし、NASAのSMAPに参加して、そのデータの地上検証を共に行った.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Thermal inertia approach using a heat budget model to estimate the spatial distribution of surface soil moisture over a semiarid grassland in Central Mongolia2018

    • Author(s)
      Dai Matsushima, Jun Asanuma, Ichirow Kaihotsu
    • Journal Title

      Journal of Hydrometeorology

      Volume: 19-1 Pages: 245-265

    • DOI

      10.1175/JHM-D-17-0040.1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Estimating surface soil moisture from SMAP observations using a Neural Network technique2018

    • Author(s)
      Kolassa J.、Reichle R.H.、Liu Q.、Alemohammad S.H.、Gentine P.、Aida K.、Asanuma J.、Bircher S.、Caldwell T.、Colliander A.、Cosh M.、Holifield Collins C.、Jackson T.J.、Martinez-Fernandez J.、McNairn H.、Pacheco A.、Thibeault M.、Walker J.P.
    • Journal Title

      Remote Sensing of Environment

      Volume: 204 Pages: 43~59

    • DOI

      10.1016/j.rse.2017.10.045

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GCOM-W AMSR2 soil moisture product validation using core validation sites2018

    • Author(s)
      Bindlish R, Cosh M, Jackson T, Koike T, Fujii H, Chan S, Asanuma J, Berg A, Bosch D, Caldwell T, Collins C, Mcnairn H, Martinez-Fernandez J, Prueger J, Rowlandson T, Seyfried M, Starks P, Thibeault M, Van Der Velde R, Walker J and Coopersmith E
    • Journal Title

      IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing

      Volume: 11(1) Pages: 209-219

    • DOI

      10.1109/JSTARS.2017.2754293

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development and assessment of the SMAP enhanced passive soil moisture product2018

    • Author(s)
      Chan S.K., Bindlish R., O'Neill P.、Jackson T.、Njoku E.、Dunbar S.、Chaubell J.、Piepmeier J.、Yueh S.、Entekhabi D.、Colliander A.、Chen F.、Cosh M.H.、Caldwell T.、Walker J.、Berg A.、McNairn H.、Thibeault M.、Uldall F.、Seyfried M.、Bosch D.、Starks P.、Holifield Collins C.、Asanuma J.
    • Journal Title

      Remote Sensing of Environment

      Volume: 204 Pages: 931~941

    • DOI

      10.1016/j.rse.2017.08.025

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 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

    • Author(s)
      松島 大・浅沼 順・開發一郎
    • Journal Title

      2016土壌水分ワークショップ論文集

      Volume: - Pages: 13-17

  • [Journal Article] Validation of SMAP surface soil moisture products with core validation sites2017

    • Author(s)
      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
    • Journal Title

      Remote Sensing of Environment

      Volume: 191 Pages: 215~231

    • DOI

      10.1016/j.rse.2017.01.021

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Spatio-temporal distribution of surface soil moisture derived from thermal inertia using multi-satellite data over a semi-arid steppe in Central Mongolia2017

    • Author(s)
      Dai Matsushima, Ichirow Kaihotsu, Jun Asanuma
    • Organizer
      14th Anuual Meeting Asia Oceania Geosciences Society
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] モンゴル草原における衛星フットプリントスケール土壌水分の時空間変動2017

    • Author(s)
      小林 健史; 浅沼 順; 会田 健太郎; 開發 一郎; Davaa Gombo
    • Organizer
      水文・水資源学会研究発表会
  • [Presentation] 土壌水分の観測情報を用いた平滑化手法による陸面データ同化2017

    • Author(s)
      野田 貴頌; 萬 和明; 立川 康人; 市川 温; 浅沼 順; 開發 一郎
    • Organizer
      水文・水資源学会研究発表会
  • [Presentation] 表層土壌熱慣性推定値と土壌水分実測値及びAMSR2土壌水分プロダクトとの比較2017

    • Author(s)
      松島 大; 浅沼 順; 開發 一郎
    • Organizer
      水文・水資源学会研究発表会
  • [Presentation] 長期観測によるモンゴル草原における衛星フットプリントスケール 土壌水分の時空間変動解析2017

    • Author(s)
      小林 健史; 浅沼 順; 開發 一郎; Davva G; Oyunbaatar D
    • Organizer
      水文・水資源学会研究発表会

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Published: 2018-12-17  

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