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

基本信息

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

项目摘要

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。

2017年生产的红外摄像头，其观测波长为15μm二氧化碳吸收带，已重塑为使整个相机恒定温度保持恒定的结构，并使用平坦的黑色身体进行校准。在2018年4月至2019年1月之间进行了野外比较间的观察，在翻新的红外摄像机，超声波风速温度计（2型），超细热电偶，微波辐射计和通风缸以进行电流观察。红外摄像机的观察期是从10月开始。结果如下：（1）红外摄像机的测量值与温度高度相关，但与用黑体在平板上校准的摄像头显着不同。原因尚未确定。（2）通过超声波驱动器测量的温度（声音温度）在很大程度上取决于温度的温度（仪器）。（3）地面安装的微波辐射仪可以估计无太阳辐射的地面温度。但是，很难直接测量水平方向，并且有必要通过从低海拔处的观察值进行水平分层来获得地面水平，从而使很难掌握详细的波动。（4）超细热电偶能够测量低于0.1°C的太阳辐射效应，但在此期间的特征发生了显着变化。怀疑温度检测部分（数据记录器）的特征变化，但无法确定问题。（5）在确定获得良好数据的过程中，估计在最大太阳能（高达1000WM-2）的情况下，估计电流观察结果的通风缸的太阳辐射效应约为0.3°C。以前没有进行过这样的绝对估计。由于所产生的相机可以可视化二氧化碳，因此我们在高原山上进行了观测，以考虑使用二氧化碳在火山周围引起窒息事故，但没有可视化。人们认为这是烟气温度和环境温度之间温度差异很小的原因。此外，提出了介绍教材，以可视化二氧化碳发射的红外光线，该射线在温室效应中起主要作用，还可以看到化石燃料燃烧产生的二氧化碳的过程。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
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