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[キーワード]カラム濃度、導出アルゴリズム、巻雲、エアロゾル、GOSAT

[B−2 温室効果ガス観測衛星データの解析手法高度化と利用に関する研究]

(2)衛星観測データからのカラム量導出のための解析手法の高度化研究[PDF](2,287KB)

  独立行政法人国立環境研究所
  社会環境システム研究領域 情報解析研究室


横田達也

  独立行政法人国立環境研究所
  大気圏環境研究領域 大気物理研究室


日暮明子

  筑波大学大学院
  ビジネス科学研究科 国際経営プロフェッショナル専攻


椿 広計

  東京大学 気候システム研究センター

今須良一

  [平成16〜18年度合計予算額] 76,027千円(うち、平成18年度予算額 28,513千円)

[要旨]

  雲やエアロゾルが存在する場合に衛星により観測された太陽光の地表面反射スペクトルを利用して、二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスのカラム濃度を高精度に導出する手法を検討した。薄い雲(巻雲)が高度10 km付近に存在する場合に、巻雲からのパスラディアンス情報が水蒸気の吸収飽和波長帯領域の観測データから得られるという特徴を利用して、巻雲の高度、光学的厚さ、地表面反射率、気体のカラム量を推定するための逐次推定手法を開発し、2ステップの推定手法を開発した。本手法では、第一ステップで2つの波長帯のデータから巻雲の高度と光学的厚さを推定し、その情報をもとに第二ステップで、別の波長帯のデータから気体のカラム濃度と地表面反射率スペクトルとを同時に推定する。数値シミュレーションによる検討の結果、本手法により二酸化炭素のカラム濃度を誤差0.2%程度で推定可能であることが確認された。また、データ解析の際に初期値としての情報として有用な巻雲の光学的厚さと高度に関する統計情報を、衛星搭載ライダー(ICESat衛星搭載GLAS)による観測データから整備する研究を進めた。エアロゾルに関しては、解析に利用するエアロゾルパラメータの誤差が二酸化炭素カラム量導出に及ぼす影響を調査した結果、低層大気にある通常のエアロゾルの影響は小さいが、黒鉛粒子を含むエアロゾルや黄砂のように高々度にあるエアロゾルの影響が大きいことが判明した。即ち、これらのエアロゾルの識別がデータ解析上重要となる。更にフーリエ変換分光器の観測データ自体からパラメータ推定を行う可能性について検討し、整理した。高度化推定手法の研究としては、導出精度を評価するための装置の特性に基づくノイズモデルを作成し、気温、水蒸気量、データの量子化がカラム濃度推定誤差に寄与することがわかった。更にGOSATのセンサから取得される短波長赤外データと熱赤外データの複合利用に関する研究を行い、二酸化炭素の下層大気または上層大気のみにおける濃度推定の手法と複数センサの利用による雲パラメータの抽出手法を開発した。