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第2回領域シンポジウム
ポスターセッション

　　

 

岡本謙一（大阪府立大学），井口俊夫（情報通信研究機構），
高橋暢宏（情報通信研究機構），岩波越（防災科学技術研究所），
牛尾知雄（大阪府立大学），青梨和正（気象研究所），
沖理子（宇宙航空研究開発機構）

　信頼性のある観測データに基づく地球的規模の高精度高分解能降水マップの作成は、気候変動に伴う降水量の変動のモニタリング、水循環モデルの構築、私達の生活に密接にかかわっている水資源管理および農業生産性予測等の社会基盤にとって必要不可欠なものである。
　本研究は、信頼性のある衛星搭載のマイクロ波放射計アルゴリズムを開発し、熱帯降雨観測衛星（TRMM）降雨レーダ（PR）データ、静止衛星の赤外放射計データをも総合的に利用して衛星データのみを用いて時間・空間分離能のよい全球降水マップを作成することを目的とする。このために本研究は、地上レーダ観測、降水物理モデル開発、降水強度推定アルゴリズム開発、及び全球降水マップ作成の各グループから構成される。
　地上レーダ観測データやTRMM/PRデータ等から抽出した降水を特徴づけるパラメータを用いて降水物理モデルを作成し、それを取り入れた放射伝達方程式に基づいて降水強度を算出するアルゴリズムを開発する。算出された複数衛星の降水強度データを合成して全球の降水マップを作成し、評価する。また、静止衛星の赤外放射計データを用いた補間アルゴリズムを用い、より高時間、高空間分解能の降水マップをも作成する。

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地上レーダ観測グループ：
岩波越（G.L.：防災科学技術研究所），中川勝広（情報通信研究機構），
花土弘（宇宙航空研究開発機構），北村康司（情報通信研究機構），
出世ゆかり（情報通信研究機構），澤井涼（筑波大学）
降水物理モデル開発グループ：
高橋暢宏（G.L.：情報通信研究機構），佐藤晋介（情報通信研究機構），
阿波加純（北海道東海大学），古津年章（島根大学），
高薮縁（東京大学気候システム研究センター），広瀬正史（宇宙航空研究開発機）
※G.L.：グループリーダー

　アルゴリズム開発の基礎となる降水物理モデル作成のためのデータベースを構築すること、および、アルゴリズムや降水マップの検証を目的として情報通信研究機構沖縄の偏波降雨レーダ、400MHzウインドプロファイラや、防災科学技術研究所のミリ波２周波マルチパラメータレーダなどを利用して亜熱帯地域、中緯度地域の降水観測を実施した。これらのデータのクイックルック等はweb上で公開している。これまでに取得した観測データの解析を行い、雨滴粒径分布などの降水物理量の導出と降水タイプ別の鉛直構造に着目したデータベース作成に取り組んでいるほか、マイクロ波放射計観測輝度温度の再現実験を行いアルゴリズムの検証を実施している。
　沖縄における地上観測データのほかにも降水物理モデルの構築のためにTRMM/PRや世界数箇所の雨滴粒径分布観測データを用いた研究を行っている。特にTRMM/PRからは、マイクロ波放射計では観測できない降水プロフィールや雨滴粒径分布の全球的な分布を得ることができる。これまで、TRMM/PR を用いた解析により全球的な降水システムのタイプ別の降水プロフィールや雨滴粒径分布モデルの特徴づけが行われ、これらをアルゴリズムへ応用する研究を実施している。

 

降水物理モデル開発グループ：
高橋暢宏（G.L.：情報通信研究機構），佐藤晋介（情報通信研究機構），
阿波加純（北海道東海大学），古津年章（島根大学），
高薮縁（東京大学気候システム研究センター），広瀬正史（宇宙航空研究開発機）
降水強度推定アルゴリズム開発グループ：
井口俊夫（G.L.：情報通信研究機構），青梨和正（気象研究所），
瀬戸心太（情報通信研究機構），永戸久喜（気象研究所），
井上豊志郎（気象研究所），清水収司（宇宙航空研究開発機構），
藤田正晴（首都大学東京）

　マイクロ波放射計による降水強度推定アルゴリズムを開発し、その精度向上を目的として、研究を行っている。アルゴリズムは研究チームのメンバーである気象研究所の青梨和正氏のアルゴリズムを基礎としており、「降水物理モデル（降水構造等）を仮定して放射伝達計算を行い、降水強度と輝度温度の関係を表すテーブルを作成し、それを参照して観測輝度温度から降水強度を推定する」、という基本構成になっている。このアルゴリズムの精度は、既存の他のアルゴリズムと比較しても遜色がない。このことから、アルゴリズム改良の方針として、原理的に推定精度の悪い陸上降水のアルゴリズムに重点を置き、降水粒子の散乱特性を利用したアルゴリズム（散乱アルゴリズム）の高度化を実施するとともに陸上降雨判定アルゴリズムの開発を行った。
　さらに、降水物理モデルに関する研究結果もアルゴリズムへ導入した。現在、全球の降水タイプ別の降水プロフィールの導入を実施し、融解層モデルの導入も行っている。
　一方で、アルゴリズム改良の効果を正確に評価することも、信頼性の高いアルゴリズムの構築には不可欠であり、放射伝達モデルを基礎とした評価手法を確立してきた。また、雲解像モデルを用いた評価も実施している。

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全球降水マップ作成グループ：
牛尾知雄（G.L.：大阪府立大学），重尚一（大阪府立大学），
沖理子（宇宙航空研究開発機構），可知美佐子（宇宙航空研究開発機構），
橋爪寛（科学技術振興機構），久保田拓志（科学技術振興機構），
飯田泰久（大阪府立大学）

　降水強度推定アルゴリズム開発グループが開発したアルゴリズムを用いて、複数個の衛星搭載マイクロ波放射計データを処理し、種々の時間・空間分解能のマップを作成するとともに、データ処理上の問題点の抽出等を行っている。青梨アルゴリズムを基礎とし、陸上降雨判定基準、降雨タイプ別の降雨プロフィールなどを新たに導入したアルゴリズムを用いて、TMI、AMSR-E、AMSR、SSM/I（３台）の順にデータ処理を進めている。これまで、0.5度、各種時間分解能（30分、１日、１ヶ月など）で、TMIについては、最新のアルゴリズムを用いて、1998、1999、2000、2003、2004年の５年分の全球降水マップを作成した。さらに2003年１月から2004年10月までの期間を中心に、TMI、AMSR-E、AMSR（2003年４月から10月まで）の複数のマイクロ波放射計を用いた全球の降水マップを作成した。また、静止気象衛星搭載赤外放射計データを用いた高時間、高空間分解能マップ作成用のマイクロ波・赤外複合アルゴリズムへ入力するため、30分、0.1度のプロダクトをも作成している。．

 

全球降水マップ作成グループ：
牛尾知雄（G.L.：大阪府立大学），重尚一（大阪府立大学），
沖理子（宇宙航空研究開発機構），可知美佐子（宇宙航空研究開発機構），
橋爪寛（科学技術振興機構），久保田拓志（科学技術振興機構），
飯田泰久（大阪府立大学）

　作成された降水マップは、開発したアルゴリズムの物理的仮定による誤差を含んでいる。これらを評価、修正し、アルゴリズム開発にフィードバックするため、 TRMM衛星搭載降雨レーダ（PR）の標準アルゴリズムによるリトリーバル結果、及び、NASAがTMI用に開発した標準アルゴリズム（GPROF）によるリトリーバル結果と比較した。その結果、TMIプロダクトの月平均値に関しては、GSMaPはGPROFよりTRMM降雨レーダ（PR）に近い結果を得た。一方、マイクロ波放射計は、低軌道周回衛星に搭載されているため、複数の衛星を組み合わせたとしても、３時間以内、10数kmといった時間空間分解能の降水マップを作成する場合、サンプリング誤差の影響が不可避である。このため、サンプリング誤差のない静止気象衛星搭載赤外放射計の雲画像から推定される雨域の移動ベクトルを用いて、マイクロ波放射計観測の間を補間する手法を開発し、より高時間、高空間分解能の降水マップを作成している。現在までに、雨域の移動ベクトルを用いた2000年８月１日から10日までの0.1度、１時間分解能の全球の降水マップを試作した。

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