2006.3.2
環境リモートセンシング研究センター第3プロジェクト
衛星データと地上観測ネットワーク
による放射収支の評価と大気パラ
メータの長期変動
Evaluation of radiation budget on the basis of satellite data
and ground observation network, and study of long-term
changes in atmospheric parameters
プロジェクトの概要
・ 衛星データによる地球表面と大気の放射収支の推定・評価
は、地球全体の気候変動研究に対して基礎的な量を提供する
とともに、気候変動に関わる全球モデルの初期値データや検
証データとしても重要性が高い。
・放射収支量はまた、地球表層環境における主要なエネル
ギー過程として、植生や水文、海洋の動態研究に欠くことので
きない量である。
・本研究では、東アジアにおける放射収支の長期変動を、その
要因となる大気パラメータの変動を含めて、衛星データによる
解析と地上ネットワーク観測による解析の両面から総合的に
研究する。
W/m2
GMSデータによる日本
付近の日射量推定値
(1999年9月)
宮古島における下向
き太陽放射量(2004
年9月1日) →
TMによるエアロゾル光学的厚さ分布画像
(1998/12/13 τsp=0.294)
□大気補正アルベド画像(ρclearマップ)より作成
1.0
τ
0.0
Continental model
Urban model
Maritime model
□ 30分類地表面アルベド画像(ρclassマップ)より作成
1.0
Coming Soon
Coming Soon
τ
0.0
Continental model
Maritime model
Urban model
Hourly AOT map (13 December 1998)
from GMS/VISSR
From the hourly albedo image:
9:00
10:00
11:00
13:00
14:00
1.0
τ
0.0
cf. From a fixed albedo image (December 1998/12, 10:00 JST)
1.0
τ
0.0
Wavelet analysis: intensities of ENSO & IOD
Period (years)
Wavelet power spectrum
ENSO index
The wavelet transform also gives
information on changes in period that
may have occurred
Wavelet power spectrum
57/58 65/66 72/73
63/64
87/88
91/94
Time (years)
02/03
Period (years)
82/83
97/98
94/95
IOD index
2-8 year scale-average time series
Power (oC)2
Power (oC)2
0  1
2-8 year scale-average
time series
94/95
61/62
72/73
63/64
67/68
97/98
Comparison of cloud data from PAL and AVHRR
10 km
Portable Automated Lidar
3 June 2004, 1:00-6:00 JST
(L) CEReS Portable
Automated Lidar (PAL)
(R) Ichihara PAL
0
1:00
6:00
Cloud classification results at
3:00 JST on 3 June 2004 from
NOAA16-AVHRR data.
(a)
(b)
(a) & (b) Cloud-type
classification map with locations
of CEReS and Ichihara (arrows).
(c) & (d) Thermal-infrared
(channel 4) image corresponding
to the region shown in (a) & (b).
(c)
(d)
In (a) and (b): white (cumulus), green (dense cirrus), blue (cirrus), black (clear area and/or unclassified)
Volume ratio
Volume ratio
Volume ratio
長期エアロゾルサンプリング(千葉)
1.0
微小粒子
Soil
Sea Salt
Nitrate
Sulfate
Organics
EC
0.5
0.0
1.0
粗大粒子
0.5
0.0
1.0
Coarse
0.5
Fine
0.0
1999 2000 2001 2002 2003 2004
DOAS観測(5.5 km)によるNO2濃度:
地上測定値(1時間値)との比較
NO2 concentration (ppb)
Long-path measurement
Point measurement
(a) January 19
(b) January 24
(c) January 29
(d) May 21
(e) July 23
(f) July 27
50
25
0
50
25
0
6
12
JST
18 6
12
JST
18 6
12
JST
18
・冬の朝方には、地上測定値が長距離測定値よりも大きくなる。
MEE (m 2g-1) Angstrom exponent
Mass Extinction Efficiency and Angstrom
parameter (DOAS measurement)
2.0
Sept.
1.6
1.2
0.8
0.4
0
5
10
15
20
25
30
0
5
10
15
20
25
30
16
12
8
4
Date
Cloud Radiative Forcing (1996-1998) (W/m2)
Observation systems
for SKYNET
[Extended for Super site]
[Basic instrument
for basic site]
barometer
anemometer Microwave radiometer
(wvr-1100)
Temperature
Humidity
(Vaisala)
Sky radiometer
sun photometer
(POM-01
POM-02)
Pyranometer Pyrgeometer
(CM21)
(PIR)
Optical thickness
Downward
size distribution solar radiation
single scattering
albedo
Downward
terrestrial
radiation
PWC & LWP
Pyrheliometer Integrating
(CH01)
nephelometer
(M903)
Direct solar
radiation
Scattering
coefficient
lidar
Aerosol profile
cloud base
Absorption meter
(PSAP/SP-Y01)
Cloud camera
(psv-100)
Absorption
coefficient
Cloud fraction
single scattering albedo
SKYNET sites
SKYNET sites
SKYNETclimateSWrad
1400
Mandalgobi
Mandalgobi
Altitude(m)
1200
Dunhuang
Dunhuang
Yinchuan
AmamiOshima
Research
Vessels
Miyakojima
Pune
SriSamrong
Australia
(Commercial ships)
Altitude(m)
Hefei
Yinchuan
1000
Fukuejima
800
600
AmamiOhshima
400
Miyakojima
200
Hefei
Sri
Samrong
Fukuejima
0
15
20
25
30
35
Latitude
Downward
solar radiation
(Amamioshima,
April 2001)
40
45
50
Cloud profiling with a 95 GHz FM CW radar
Observation onboard “MIRAI”
第3プロジェクトのサブ・プロジェクト
① 衛星データを利用した長期放射収支・大気パラメータ変動の研究
衛星データから地表面放射収支に関わる大気パラメータ諸量を抽出するアルゴ
リズムを確立するとともに、放射収支関連のデータセットを作成する。代表的な観
測パラメータとしては、地表面での放射量・温度分布、および雲・エアロゾル量が挙
げられる。過去およそ20年間の衛星データの解析も含め、これら諸量の地域的・
季節的変動の研究を通じ、地表面環境研究に貢献する。
② 地上観測データの収集と衛星データ解析アルゴリズムの高精度化
衛星データから得られる各パラメータ量および関連する大気環境情報について
地上からの同時計測を行い、その結果を利用して衛星データの解析アルゴリズム
を検証し、高精度化を図る。観測の対象となる主なパラメータとしては、下向き太陽
放射、水蒸気・雲水量、エアロゾルの光学特性、放射過程に関与する大気分子成
分のコラム量、および大気ゆらぎ量などが挙げられる。
③ 地上ネットワーク観測による大気環境の解析
スカイ・ラジオメータおよび放射観測器材による観測を、内外の研究機関と協力し
て展開・実施しており(SKYNET)、これを引き続き維持・発展させる。これと合わ
せ、日本国内およびアジアの諸大学・研究機関と共同して ライダーによるエアロゾ
ルのネットワーク的観測を継続して行っていく。
ダウンロード

第3プロジェクト - 千葉大学 環境リモートセンシング研究センター