船舶搭載可降水量センサーと静止気象衛星による海洋上水蒸気量微細構造推定手法の開発

开发利用船载可降水传感器和地球静止气象卫星估算海洋上空水蒸气精细结构的方法

• 批准号: 20H04306
• 负责人: 吉田 聡
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: Kyoto University
• 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-20H04306/
• 关键词: 可降水量; 水蒸気観測; マイクロ波放射計; 雲カメラ; GNSS; 船舶観測; 衛星観測; 水蒸気; 大気海洋相互作用; リモートセンシング; ひまわり8号; 海上水蒸気量

2022年度は、まず、新青丸、勢水丸、望星丸、耕洋丸の4隻の船舶にマイクロ波放射計、雲カメラ、GNSS受信機を搭載し、可降水量、雲量の高頻度連続観測を実施した。望星丸、勢水丸では1～2ヶ月間のドック期間を除いた通年観測を実施し、東シナ海から北海道までの日本沿岸の海上可降水量を観測した。勢水丸、新青丸では、2022年6～7月に気象庁及び他機関と合同で、東シナ海での線状降水帯集中観測に参画し、黒潮上の可降水量をラジオゾンデと同時観測した。この観測で、風上にあたる黒潮上流では、水蒸気が対流圏下層にとどまる一方、風下の黒潮下流では、対流圏中層まで湿潤層が広がるという黒潮上を吹送する大気の変質を捉えた。また、2021年6月に実施した新青丸による黒潮横断航海の観測データを整理し、渦相関法による直接観測により、海上風乱流による海面から大気への水蒸気フラックスが黒潮強流域においては周辺海域に比べて有意に高いことを明らかにした。耕洋丸では、冬季日本海上にて2023年1月に近畿地方に大雪をもたらしたJPCZ直下での連続定点観測に成功した。JPCZ襲来時には、可降水量が急激に増加し、日本海から供給された大量の水蒸気が大雪の原因となったことを示唆する観測結果を得た。各船に搭載した廉価版GNSS受信システムで観測されたデータから可降水量を推定し、精度評価を行った。気象庁メソ解析データと比較し、受信状況が良好であれば高精度に推定できることを確認した。静止気象衛星ひまわり８号を利用した可降水量の推定に関して、熱赤外線バンドのみを用いた従来の半経験的手法よりも、熱赤外線バンドと水蒸気バンドを入力とした機械学習法（ランダムフォレスト回帰）の方が高い精度が得られることが分かった。機械学習モデルを実観測に適用して、東アジア・オセアニアの海上の可降水量を10分程度で推定するシステムのプロトタイプを構築した。

In 2022, four ships, namely, the New Blue Maru, the Shisui Maru, the Wangxing Maru, and the Gengyang Maru, were equipped with a wave radiometer, a cloud scanner, a GNSS receiver, and a high frequency continuous measurement of precipitation and cloud volume. The annual precipitation measurement was carried out during the first two months of the year, and the precipitation measurement was carried out along the coast of Hokkaido. In June and July of 2022, the weather and other organs of the sea will be concentrated in the linear precipitation zone, and the precipitation on the black tide will be measured simultaneously. The upper part of the black tide, the lower part of the black tide, the upper part of the black tide, the upper part of the black tide, the lower part of the black tide, the upper part of the black tide, the upper part of the black tide, the lower part of the black tide, the upper part of the black tide, the lower part of the black tide, the upper part of the black tide, the lower part of the black tide, the upper part of the black tide, the lower part of the black tide, the upper part of the black tide, the upper part of the black tide, the lower part of the black tide, the upper part of the black tide, the lower part of the black tide, the black tide, the lower part of the black tide, the upper part of the black tide, the black tide, the lower In June 2021, it was implemented in Xinqingmaru, Sichuan Province. The measurement data of the black tide cross navigation were sorted out. The eddy correlation method was used to measure the sea surface directly. The sea surface was turbulent. The water vapor was generated by the strong black tide basin. The sea surface was higher than the surrounding sea area. Japan's winter sea in January 2023, the recent heavy snow, JPCZ straight down to the point of success When the JPCZ hit, the precipitation increased rapidly, and the Japan Sea supplied a large amount of water and snow. Each ship is equipped with a clean GNSS receiver system, which measures the amount of precipitation and evaluates the accuracy. The image analysis is good, the reception is good, and the estimation is accurate. The method of estimating precipitable water by using stationary image satellite No. 8 is based on the semi-circular method of thermal infrared radiation and water vapor radiation. Mechanical learning is applied to the construction of a system that estimates the amount of precipitation at sea by 10 minutes.

项目成果

Ocean wave observation utilizing motion records of seabirds

利用海鸟运动记录进行海浪观测

• DOI: 10.1016/j.pocean.2021.102713
• 发表时间: 2021
• 期刊: Progress in Oceanography
• 影响因子: 4.1
• 作者: Uesaka;L.;Goto;Y.;Yonehara;Y.;Komatsu;K.;Naruoka;M.;Weimerskirch;H.;Sato;K.;Sakamoto;K. Q.
• 通讯作者: K. Q.

海底圧力計による黒潮域の海洋内部擾乱の伝播特性について

利用海底压力计研究黑潮地区海洋内部扰动的传播特性

• 发表时间: 2021
• 作者: 塩原 崇史;西村 光平;小林 勝哉;宇佐美 清英;江川 斉宏;葛谷 聡;髙橋 良輔;Kosuke Takahashi,Haruki Mizushina,Shiro Suyama,Kenji Yamamoto;小松幸生，吉田 聡，有吉慶介
• 通讯作者: 小松幸生，吉田 聡，有吉慶介

自然災害科学・防災の百科事典

自然灾害科学与防灾百科全书

• 发表时间: 2022
• 作者: Kawai Kei;Matsui Hitoshi;Kimura Reiji;Shinoda Masato;日本自然災害学会 編 筆保弘徳他
• 通讯作者: 日本自然災害学会 編 筆保弘徳他

潮岬風力実験所におけるマイクロ波放射計を用いた降水に伴う水蒸気変動の特徴

使用盐岬风研究站的微波辐射计研究与降水相关的水汽波动特征

• 发表时间: 2022
• 作者: 石井智・箕輪昌裕・髙島裕弥・吉田聡

東シナ海の黒潮上で観測された梅雨前線の内部構造としての前線様構造

东海黑潮上空观测到的锋状结构，是白乌锋的内部结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 春日悟，立花義裕，山中晴名，中村啓彦，仁科文子，松田和希，野中正見