Advancing global river hydrodynamic simulations using satellite surface water observations

利用卫星地表水观测推进全球河流水动力模拟

• 批准号: 20H02251
• 负责人: 山崎 大
• 金额: $ 10.82万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02251/
• 关键词: グローバル水文学; 全球河川モデル; 衛星観測

本年度は、衛星観測などを用いて全球河川モデルのシミュレーション性能を包括的に評価する「全球河川モデルのベンチマーク枠組み」の開発に集中的に取り組んだ。現地観測の河川流量、衛星高度計による河川水位、可視光衛星観測による浸水面積のデータを収集し、モデル出力と比較可能なようにデータ形式変換や品質管理を行なった上で、全球河川モデルの出力結果を比較してシミュレーションスコアを自動的に算出する仕組みを開発した。また、複数地点の精度指標を統合する手法も開発し、河川モデルがリファレンスシミュレーションと比較して改善したかを判断するモデルベンチマークが可能になった。この仕組みを用いて、どの入力流出量データがもっとも精度が高いかを客観的に判断できるようになったほか、流下スキームやパラメータを変更した際に、それがモデル性能の改善に寄与したかを広域で包括的にベンチマークできるようになった。また、衛星高度計の実際の観測データを全球河川モデルにデータ同化する手法を開発した。全球河川モデルには依然として水位にバイアスが存在するが、モデル水位と観測水位の両方を正規化することによって、データ同化によって河川流量の推定精度が向上することを確かめた。ただし、データ同化がうまくいく条件として、モデル計算流量の平均値や振幅にバイアスがないことが条件となっており、河川モデル自体のさらなる改善は必要である。この結果はHydrology and Earth System Science誌に発表した。この他、次世代衛星高度計SWOTの日本チームが集まって2022年7月に福岡でワークショップを行い、衛星高度計を用いた河川モデルパラメータ推定・データ同化・河川沿岸海洋モデルの結合といった先端的な研究の可能性について議論を行なった。

This year, satellite monitoring applications include evaluation of the development of the Global River Monitoring System. Local river flow, satellite altimeter, visible light satellite survey, data collection of submerged area, comparison of output, possible change of data type, quality management, comparison of global river output, automatic calculation of data collection and development of data collection. The accuracy index of multiple locations is integrated into the method of developing and comparing the accuracy index of multiple locations. This is the first time that the company has been able to improve the performance of the company. The method of satellite altimeter real-time measurement and data assimilation is developed. The accuracy of estimation of river flow is improved by normalizing the water level of global rivers. The average value amplitude of the calculated flow rate is necessary for the improvement of the conditions for the assimilation of the river. The results were reported in the journal Hydrology and Earth System Science. The next generation of satellite altimeter SWOT in Japan will be collected in July 2022. The satellite altimeter will be used in the middle of the river to estimate the assimilation of the river coast and the ocean. The possibility of combining the satellite altimeter will be discussed.

项目成果

Prospects of Assimilating Remote Sensing Data into a Hydrodynamic Model in Amazon Basin

将遥感数据同化为亚马逊流域水动力模型的前景

• 发表时间: 2022
• 作者: Menaka Revel;Xudong Zhou;Dai Yamazaki;Shinjiro Kanae
• 通讯作者: Shinjiro Kanae

Toward Improved Comparisons Between Land‐Surface‐Water‐Area Estimates From a Global River Model and Satellite Observations

• DOI: 10.1029/2020wr029256
• 发表时间: 2021-04
• 期刊: Water Resources Research
• 影响因子: 5.4
• 作者: Xudong Zhou;C. Prigent;Dai Yamazaki

パリ天文台(フランス)

巴黎天文台（法国）

LEGOS/CNES/Echole Polytechnique(フランス)

乐高/法国国家空间研究中心/埃科尔理工学院（法国）

Correction of River Bathymetry Parameters Using the Stage?Discharge Rating Curve

利用阶段流量额定曲线修正河流测深参数

• DOI: 10.1029/2021wr031226
• 发表时间: 2022
• 期刊: Water Resources Research
• 影响因子: 5.4
• 作者: Zhou Xudong;Revel Menaka;Modi Prakat;Shiozawa Takuto;Yamazaki Dai
• 通讯作者: Yamazaki Dai