共同研究報告書
| 研究区分 | 一般研究 |
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研究課題 |
マイクロ波放射計地上積雪観測に基づく積雪アルゴリズムの高度化とデータ同化手法開発 |
| 研究代表者／所属 | 東京大学大学院工学系研究科社会基盤学専攻 |
| 研究代表者／職名 | 教授 |
| 研究代表者／氏名 | 小池俊雄 |
| 研究分担者／氏名／所属／職名 | |||
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氏 名
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所 属
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職 名
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1 |
筒井浩行 | 東京大学大学院工学系研究科社会基盤学専攻 | 特任研究員 |
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2 |
Tobias Graf | 東京大学大学院工学系研究科社会基盤学専攻 | 博士研究員 |
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3 |
青木輝夫 | 気象研究所 物理気象研究部 | 主任研究官 |
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4 |
兒玉裕二 | 北大低温研 | |
| 研究目的 | 積雪を対象としたアルゴリズム並びにデータ同化手法は、対象が乾雪に限定されるマイクロ波放射伝達理論に基礎を置く。故に、その高度化・開発には乾雪域における地上マイクロ波放射計（以下GBMR）による積雪観測が重要となる。昨年度、札幌においてGBMRによる積雪観測を実施したが、これまで乾雪域として代表的であった札幌の積雪は、近年の気温上昇に伴い本州に近い湿雪状態へと変化しており、十分な乾雪観測データを取得できなかった。そこで本研究では長期に渡る乾雪観測が期待される母子里でのGBMRを用いた積雪観測を計画し、その事前の現地調査として積雪の状態調査、並びにGBMRの配置検討を実施することを目的としている。 |
| 研究内容・成果 | 1.調査日及び調査地 共同研究成果として記載した論文［筒井ら(2006)］に示したが、昨年度の札幌において少ないながらも乾雪観測データを基に積雪アルゴリズムの有効性を確認することができた。しかし昨年度の札幌観測における乾雪データ不足を補うために、長期の乾雪期間の期待される観測地として、2003年1月に-36.7℃を記録した北海道雨竜郡幌加内町字母子里を選定し、当地に位置する北海道大学低温科学研究所観測露場を対象とした事前現地調査を2006年2月28日に実施した。 2.調査項目 調査としては、大きく積雪断面観測、簡易測量、地上マイクロ波放射計コンテナ配置検討の3項目を実施し、積雪断面観測では、積雪深・層位・雪質・気温・雪温・積雪密度・雪粒子径を計測した。 3.調査結果 3-1.積雪断面観測 調査日の天候は曇り・降雪・晴れの繰り返しであり、-4℃と気温は低いものの断面観測を開始した午前10：00頃にはもう既に雪面が若干濡れていた。また積雪断面観測の結果を図-1に示すが、2月末の時点で、2月上旬の降雨が原因と考えられる厚い氷板が形成されていた。積雪を対象としたマイクロ波放射伝達理論は、散乱による消散と射出が周波数により大きく変化する特性を利用した乾雪を対象とした理論であるため、積雪含水量の増大はその理論自体の成立を脅かす。また積雪内に形成される厚い氷板は、大気放射や土壌からの射出をほとんど反射する境界層として働くため、マイクロ波放射の伝達がそこで分断される。故にこれらの積雪条件は、マイクロ波放射伝達理論の適用を困難にする。 これに対して、厚い氷板の下は217cmと深い積雪の自重に伴う圧雪により非常に密度が高く、また粒子サイズが一様な比較的乾いたしまり雪が保持されていた。これらの観測結果より、母子里における乾雪を対象とした観測は、根雪となる12月中旬から積雪が濡れはじめる前、且つ降雨が生じる前の1月末までの期間に集中的に実施することが望ましいことが確認できた。 3-2.簡易測量及び地上マイクロ波放射計コンテナ配置検討 観測露場の簡易測量を行い、それを基に下記の配置条件を満たす地上マイクロ波放射計コンテナの配置を検討することができた。その配置検討結果を図-2に示す。 1)樹冠による降雪遮断に関する地上観測 森林の樹冠による降雪遮断蒸発が、積雪森林域における林床の積雪深や熱・水収支に影響を与えることがモデル計算と地上観測値との比較を通じた大久保・山崎(2000)の研究により明らかにされているように、乾雪条件下における積雪アルゴリズム・積雪データ同化手法の高度化・開発において森林の樹冠による影響の把握が重要となる。そこで、図-3に示すように林床の積雪と樹冠上の積雪を同時に計測できる配置を考えた。 2)既存計測器の支障にならず、放射計のフットプリントを確保できる配置を考えた。 |
| 成果となる論文・学会発表等 | 筒井浩行，小池俊雄，Tobias Graf，兒玉裕二，青木輝夫. 地上マイクロ波放射計を用いた地上積雪観測に基づく積雪量推定衛星アルゴリズム検証. 水工学論文集， 50， 433-438. 2006 |