土壌の誘電特性と保水性の関係に着目した土壌水分量衛星観測アルゴリズム改良の試み

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今年度は，昨年度までに開発した新たな誘電率モデルの性能を圃場スケールで検証するため，農場において圃場実験を行った．圃場実験では，地上設置型の実験用マイクロ波放射計を用いて圃場面の輝度温度を連続観測し，観測期間中の複数回，圃場土壌を採取してその水分量を重量法によって直接計測した．誘電率モデルを組み込んだ放射伝達モデルによって土壌水分量と輝度温度との関係をシミュレーションしてその結果を実験値と比較した結果，開発した誘電率モデルの有効性が確認された．さらに，開発した誘電率モデルに全球土壌データセット（Harmonized World Soil Database）及び複数のPedotransfer関数を入力することで，全球各地の土壌水分量と誘電率との関係を求めた．先行研究で開発・現業利用等されている他の複数の誘電率モデルに対しても同様の関係を求め，これらを比較することで，衛星観測された輝度温度から土壌水分量を推定する際に，用いる誘電率モデルによってどのように土壌水分量の推定誤差が生じるのか，世界各地の多様な気候帯や土壌に対して定量的に評価した．ここで得られた結果は，土壌水分量の衛星観測アルゴリズム開発研究において，用いる誘電率モデルの選択に対して定量的な誤差情報を与えるものであり，各地域の土壌特性に配慮してアルゴリズム開発研究を行う上で有用になると考えられる．本成果からは，本研究で着目したように，土壌の保水性に関する情報を利用して湿潤土壌の誘電特性を適切に評価できる可能性が示され，その精度は既存の誘電率モデルと同等あるいはそれよりも高いことが示唆された．保水性と関連付けて誘電特性をモデル化することは，衛星観測されない日時の土壌水分量を数値モデルで計算する際に有意義であり，陸面データ同化システムに組み込むことで高精度高分解能土壌水分量観測に貢献できる．