衛星観測による瞬時値情報を用いた時間積算降水量推定手法の開発

利用卫星观测瞬时值信息开发时间积分降水估算方法

• 批准号: 19K15096
• 负责人: 内海 信幸
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto University of Advanced Science (2020-2022)The University of Tokyo (2019)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K15096/
• 关键词: 衛星リモートセンシング; マイクロ波; グリーンランド; 降水量; 降水マップ; 降水; マイクロ波放射計; 低軌道衛星

本研究は，瞬時値しか得られない人工衛星による降水観測情報から，実用上求められる時間スケールの時間積算降水量を推定する手法を開発するものである．今年度は，特に固体降水が卓越する高緯度域における地表面のマイクロ波特性が，低軌道衛星に搭載されたマイクロ波放射計による降水量推定値に与える影響について分析を行った．グリーンランドは，氷河の水収支が世界の海面水位に大きな影響を与えることが報告されるなど，その水収支を正しく把握することは世界の水循環を考えるうえでも重要になる．地上観測網が限られたグリーンランドのような地域では，衛星観測を用いた降水量推定が有用である．しかしながら，低軌道衛星に搭載されたマイクロ波センサーを用いた降水量推定では，グリーンランドにおいて十分な精度が得られていないことが報告されていた．そこで，全球降水観測計画（GPM）主衛星に搭載されたマイクロ波放射計GMIを用いて，グリーンランド南部の地表面のマイクロ波の特性を分析した．積雪に覆われた地表面では一般に，地表からのマイクロ波射出のうち高周波数のものは雪により散乱され，TBが大きく低下する．この効果で，高周波数の輝度温度（TB）が低周波数TBよりも小さくなる傾向がある．本研究ではGMIで観測されたマイクロ波TBのうち，19GHz垂直偏波のTB（TB19V）と89GHz垂直偏波のTB（TB89V）の差（TB19V-TB89V）を積雪による散乱の指標として分析を行った．その結果，グリーンランド南部の積雪面は一般的な積雪面と異なり，積雪散乱のシグナルが見られない（散乱指標が負になる）ことが確認された．これは，グリーンランドでは一般的な積雪面とは異なる地表面マイクロ波特性を前提として降水量推定を行う必要があることを示しており，今後の降水量推定の改良につながる知見である．

这项研究开发了一种在时间尺度上估算累积降水量的方法，这实际上是卫星观察信息所需的，只能获得瞬时值。今年，我们分析了地面的微波特征的影响，尤其是在固体降水普遍存在的高纬度地区，对安装在低轨道卫星上的微波辐射仪的降水估计。在格陵兰，据报道，冰川的水平衡对世界海平面有重大影响，因此，正确掌握水平以考虑全球水周期很重要。在格陵兰岛（Greenland）限制地面观测网络的地区，使用卫星观测的降水估算很有用。然而，据报道，使用安装在低轨卫星上的微波传感器的降水估计在格陵兰岛没有足够的精度。因此，我们使用安装在全球降水观察计划（GPM）的主要卫星上的微波辐射计GMI分析了绿地南部地面的微波特性。在积雪覆盖的地面上，地面表面的高频微波排放通常被雪散射，导致结核病大量下降。这种效果往往会导致高频亮度温度（TB）小于低频结核病。在这项研究中，在使用GMI观察到的微波结核病中，分析了19GHz垂直极化的TB（TB19V）与89GHz垂直极化（TB19V-TB89V）的TB（TB19V）之间的差异，分析为由于积雪而导致的散射指数。结果，已经证实，绿地南部的雪表面与典型的雪表面有所不同，并且没有看到积雪散射的信号（散射指数变为负）。这表明，基于与格陵兰典型的典型雪表面不同的表面微波特征的前提，降水估计是必要的，这是一个发现将来会改善降水估计。

项目成果

Adapting Passive Microwave-Based Precipitation Algorithms to Variable Microwave Land Surface Emissivity to Improve Precipitation Estimation from the GPM Constellation

• DOI: 10.1175/jhm-d-20-0296.1
• 发表时间: 2021-04
• 期刊: Journal of Hydrometeorology
• 影响因子: 3.8
• 作者: F. Turk;S. Ringerud;Y. You;Andrea Camplani;D. Casella;G. Panegrossi;P. Sanò;A. Ebtehaj;C. Guilloteau;N. Utsumi;C. Prigent;C. Peters-Lidard

Intrinsic uncertainty in the sub-daily satellite products at their native resolutions

• DOI: 10.13021/gewex.precip.1.1
• 发表时间: 2021
• 作者: Z. Haddad;F. Turk;N. Utsumi;P. Kirstetter

Evaluation of Precipitation Vertical Profiles Estimated by GPM-Era Satellite-Based Passive Microwave Retrievals

GPM-Era 卫星被动微波反演估算降水垂直剖面的评估

• DOI: 10.1175/jhm-d-20-0160.1
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Hydrometeorology
• 影响因子: 3.8
• 作者: Utsumi Nobuyuki;Turk F. Joseph;Haddad Ziad S.;Kirstetter Pierre-Emmanuel;Kim Hyungjun
• 通讯作者: Kim Hyungjun

EVALUATION OF SNOWFALL DETECTION PERFORMANCE OF SATELLITE- BASED RETRIEVAL PRODUCTS FOR FINNISH SNOWFALL CASES

芬兰降雪案例星基反演产品降雪探测性能评估

• DOI: 10.2208/jscejhe.77.2_i_1201
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)
• 作者: 内海 信幸;金 炯俊;瀬戸 心太
• 通讯作者: 瀬戸 心太

Jet Propulsion Laboratory/University of Oklahoma/NOAA(米国)

喷气推进实验室/俄克拉荷马大学/NOAA（美国）