Estimating Groundwater flow using satellite observation, river model and hydrological coherency

利用卫星观测、河流模型和水文一致性估算地下水流量

• 批准号: 19F19799
• 负责人: 山崎 大
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-11-08 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19799/
• 关键词: water budget; remote sensing; global hydrology

本研究では、全球河川モデルで用いられている河川ネットワーク情報活用して、衛星による地球水循環観測データを用いた水収支解析をサブ流域単位に高解像度化することに成功した。上流側サブ流域から下流側サブ流域への河川流量を、Pellet博士が開発した水文コヒーレンス手法の新たな拘束条件として水収支行列計算に追加することで、サブ流域単位での水収支解析を実現した。これによりアマゾン川流域の主要な支流（マデイラ川・ネグロ川・ソリモス川など）における河川流量を上流下流の水収支バランスが取れた形で衛星観測データのみから推計できるようになった。また、水文コヒーレンス手法の行列計算中の係数をキャリブレーションすることで、GRACE衛星による陸域貯水量変動の観測データがない過去期間まで河川流量推計を拡張することができた。また、解析粒度をサブ流域としたことで、これまでの流域単位の水収支解析では見えてこなかった、衛星による地球水循環観測データの誤差分布について議論することができた。例えば衛星蒸発散プロダクトは特に推計精度が低いことが知られているが、サブ流域単位での水収支解析の結果、アマゾン川流域の中でも蒸発散データの不確実性にはばらつきがあり、とくに河川の氾濫によって広大な湿地が形成される地中流域において誤差が大きいことがわかった。これは、陸面状態が氾濫浸水によって大きく変動することが衛星プロダクトの構築でも十分考慮されていないためと考えられる。河川ネットワーク情報を用いたサブ流域単位の水文コヒーレンス手法による水収支解析について、研究成果をEuropean Space Agencyのワークショップで発表し、手法の妥当性や応用可能性について議論した。また、手法と結果の詳細について２本の学術論文としてまとめ、Water Resources Research誌に投稿済（査読中）である。

在这项研究中，我们成功地利用了全球河流模型中使用的河网络信息，以使用基于卫星的地球水循环观测数据来改善水平衡分析的分辨率。通过将河流从上游子碱添加到下游子蛋白，作为Pellet博士开发的水文相干方法的新约束，水平平衡分析是在子碱单位中实现的。这允许仅从卫星观察数据中估算出亚马逊河盆地主要支流（马德拉河，黑人，索洛莫斯河等）的河流流量，并具有平衡的上游和下游水平。此外，通过使用水文相干方法在矩阵计算过程中校准系数，可以将河流估计进行扩展，直到过去没有Grace Satellite对土地存储波动的观察数据。此外，通过将分析粒径用作子碱，可以讨论基于卫星的地球水循环观测数据的误差分布，这在先前对盆地单位的水平衡分析中不可见。例如，已知卫星蒸散产物的估计准确性特别低，但是对亚巴巴辛的水平衡分析的结果表明，蒸散量的不确定性在亚马逊河盆地之间的不确定性有所不同，并且由于河流造成的河流而形成了巨大的湿地，地下盆地的误差很大。这被认为是因为土地表面状况由于洪水而发生了很大的变化，并且卫星产品的构造尚未充分考虑。研究结果在欧洲航天局的研讨会上，使用水文相干方法使用河网络信息进行子巴辛单元进行了水平分析，并讨论了该方法的有效性和应用潜力。该方法和结果也已汇编为两篇学术论文，并已提交（根据同行评审）进行水资源研究。

项目成果

IPH/UFRGS(ブラジル)

IPH/UFRGS（巴西）

Indirect Satellite estimation of the river discharge over the Amazon using a full upstream/downstream water cycle analysis

使用完整的上游/下游水循环分析对亚马逊河上的河流流量进行间接卫星估算

• 发表时间: 2020
• 作者: Victor Pellet;Dai Yamazai;and Filipe Aires
• 通讯作者: and Filipe Aires

Long-term Total Water Storage Change from a SAtellite Water Cycle (SAWC) reconstruction over large south Asian basins

• DOI: 10.5194/hess-2019-262
• 发表时间: 2019-12
• 作者: V. Pellet;F. Aires;F. Papa;S. Munier;B. Decharme

Remote sensing for water cycle monitoring

水循环监测遥感

• 发表时间: 2019
• 作者: F. Aires,;V. Pellet;F. Papa
• 通讯作者: F. Papa

パリ天文台/LEGOS(フランス)

巴黎天文台/乐高（法国）