Development of techniques to improve accuracy of climate change detection by new surface temperature observation methods unaffected by solar radiation

开发技术，通过不受太阳辐射影响的新表面温度观测方法来提高气候变化检测的准确性

• 批准号: 17K20051
• 负责人: 山本 哲
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Japan, Meteorological Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-06-30 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K20051/
• 关键词: 地上気温観測; 赤外線カメラ; 二酸化炭素; 15μm吸収帯; 超音波風速温度計; 極細熱電対; 地上設置マイクロ波放射計; 気象学; 地上気象観測; 温度計

平成29年度に製作した二酸化炭素15μm吸収帯を観測波長とする赤外線カメラについて、カメラ全体の温度を一定に保つ構造に改修し、平板黒体により校正を行った。改修した赤外線カメラと超音波風速温度計（２種）、極細熱電対、マイクロ波放射計、現業観測用通風筒との野外相互比較観測を2018年4月から2019年1月まで実施した。赤外線カメラの観測期間は10月以降である。結果は以下のとおりである。(1)赤外線カメラの測定値は気温と高い相関を得たが、平板黒体で校正した値と大きく異なった。原因は特定できていない。(2)超音波風速計の気温（音仮温度）測定値は強い（機器）温度依存性を持つ。(3)地上設置マイクロ波放射計は日射影響の無い地上気温推定が可能である。ただし直接水平方向を測定することは難しく、低仰角の観測から水平方向に外層して地上値を得る必要があり、細かい変動の把握も困難である。(4)極細熱電対は日射影響が0.1℃以下の測定ができていたが、期間中に大きく特性が変化した。温度検出部分（データロガー）の特性変化が疑われるが、問題を特定できていない。(5)良好なデータが取得できたと判断される期間で、現業観測用通風筒の日射影響を、最大日射輝度（～1000Wm-2）でおおよそ0.3℃程度と見積もった。このような絶対的見積もりはこれまでなされたことがない。製作したカメラは二酸化炭素を可視化しうるものであることから、火山周辺で窒息事故を引き起こす二酸化炭素の監視への活用を検討するため、高原山の火山噴気地帯において観測を行ったが噴気は可視化されなかった。噴気と、環境の気温との温度差が小さかったことが原因として考えられた。また、温室効果で大きな役割を果たす二酸化炭素の射出する赤外線を可視化し、さらに化石燃料燃焼による二酸化炭素の発生過程も可視化する地球温暖化のアウトリーチのため演示教材提案を行った。

In 2009, the production of diacid carbon 15μm absorption band, measurement wavelength, infrared radiation, temperature of the whole system, maintenance structure, plate black body correction were carried out. Modified infrared anemometer (2 types), ultra-fine pyroelectric thermometer, ultrasonic radiometer, ventilation tube for current measurement and field comparison measurement April 2018 to January 2019 The infraredラのviewing period will be from October onwards. The result is: . (1)Infrared ray measurement temperature high correlation coefficient, plate black body calibration coefficient The reason is specific. (2)The temperature (sound temperature) measurement value of the ultrasonic anemometer has a strong (machine) temperature dependence. (3)The above ground radiation meter has no influence on the above ground temperature estimation. It is difficult to measure the horizontal direction directly, and it is difficult to measure the horizontal direction at a low elevation. (4)The measurement of the influence of solar radiation on very fine heat and electricity is below 0.1℃, and the characteristics of large heat and electricity are changed during the period. The temperature detection part () characteristics change, and the problem is specific. (5)Good judgment is obtained during the period, the influence of sunlight on the ventilation duct for current measurement, the maximum sunlight luminance (~1000Wm-2), and the degree of 0.3℃. This is the first time I've ever seen you. The visualization of diacidified carbon in the volcanic environment is discussed in the monitoring and utilization of diacidified carbon in the volcanic eruption zone of the plateau mountain. The temperature difference between gas and environment is small, and the reason is that the temperature difference between gas and environment is small. A proposal for a demonstration textbook on how to visualize the evolution of diacidified carbon in fossil fuel combustion.

项目成果

Measurement of the Reference Surface Air Temperature from Brightness Temperature of Atmospheric Radiation

从大气辐射亮度温度测量参考表面气温

• 发表时间: 2019
• 作者: Yumie Kato;Chisato Kataoka;Tadashi Ariyoshi;Kaori Shimizu;Hisato Takeuchi;Yoshihiro Kagami;Risa Horiuchi;Nobumitsu Miyanishi and Shosaku Kashiwada;Akira Yamamoto; Hiroshi Ishimoto; Shin'ichi Miyatake
• 通讯作者: Akira Yamamoto; Hiroshi Ishimoto; Shin'ichi Miyatake

「世界初！？温室効果カメラ」 赤外線カメラによる温室効果ガス可視化デモンストレーション

“世界首创！？温室效应相机”使用红外相机的温室气体可视化演示

• 发表时间: 2019
• 作者: Nishie T.;Komaru. A.;Shiroguchi S.;Yamaizumi T.;Ono Y.;Motomochi A.;Tooyama I.;Fujioka Y.;Sakai N.;Higaki S.;Takada T.;山本哲
• 通讯作者: 山本哲

「世界初！？温室効果カメラ」―二酸化炭素15μm吸収帯赤外線カメラによる可視化デモンストレーション

“世界第一！？温室效应相机” - 使用二氧化碳15μm吸收带红外相机的可视化演示

• 发表时间: 2019
• 作者: Araki Ryoko;Hoki Yuko;Suga Tomo;Obara Chizuka;Sunayama Misato;Imadome Kaori;Fujita Mayumi;Kamimura Satoshi;Nakamura Miki;Wakayama Sayaka;Nagy Andras;Wakayama Teruhiko;Abe Masumi;山本哲
• 通讯作者: 山本哲

Field intercomparison of candidates for measuring the reference surface air temperature

测量参考表面空气温度的候选材料的现场比对

• 发表时间: 2018
• 作者: Sakurai H;Sano M;Takahashi KT;Makabe R & Odate T;松宮瑞穂・平野尭将・渡部陽介・米村惣太郎・奈良一秀;Akira Yamamoto; Hiroshi Ishimoto; Shinichi Miyatake
• 通讯作者: Akira Yamamoto; Hiroshi Ishimoto; Shinichi Miyatake

地上気温観測における日射／放射影響評価のための基準観測方法の検討

地表温度观测中太阳辐射/辐射影响评估标准观测方法的思考

• 发表时间: 2018
• 作者: Shogo Kumagai;Ryosuke Yabuki;Tomohito Kameda;Yuko Saito;Toshiaki Yoshioka;山本哲
• 通讯作者: 山本哲