２００６．３．２環境リモートセンシング研究センター第3プロジェクト衛星データと地上観測ネットワークによる放射収支の評価と大気パラメータの長期変動 Evaluation of radiation budget on the basis of satellite data and ground observation network, and study of long-term changes in atmospheric parameters プロジェクトの概要・衛星データによる地球表面と大気の放射収支の推定・評価は、地球全体の気候変動研究に対して基礎的な量を提供するとともに、気候変動に関わる全球モデルの初期値データや検証データとしても重要性が高い。・放射収支量はまた、地球表層環境における主要なエネルギー過程として、植生や水文、海洋の動態研究に欠くことのできない量である。・本研究では、東アジアにおける放射収支の長期変動を、その要因となる大気パラメータの変動を含めて、衛星データによる解析と地上ネットワーク観測による解析の両面から総合的に研究する。 W/m2 GMSデータによる日本付近の日射量推定値（1999年9月）宮古島における下向き太陽放射量(2004 年9月1日） → TMによるエアロゾル光学的厚さ分布画像 (1998/12/13 τsp=0.294) □大気補正アルベド画像(ρclearマップ)より作成 1.0 τ 0.0 Continental model Urban model Maritime model □ 30分類地表面アルベド画像(ρclassマップ)より作成 1.0 Coming Soon Coming Soon τ 0.0 Continental model Maritime model Urban model Hourly AOT map (13 December 1998) from GMS/VISSR From the hourly albedo image: 9:00 10:00 11:00 13:00 14:00 1.0 τ 0.0 cf. From a fixed albedo image (December 1998/12, 10:00 JST) 1.0 τ 0.0 Wavelet analysis: intensities of ENSO & IOD Period (years) Wavelet power spectrum ENSO index The wavelet transform also gives information on changes in period that may have occurred Wavelet power spectrum 57/58 65/66 72/73 63/64 87/88 91/94 Time (years) 02/03 Period (years) 82/83 97/98 94/95 IOD index 2-8 year scale-average time series Power (oC)2 Power (oC)2 0  1 2-8 year scale-average time series 94/95 61/62 72/73 63/64 67/68 97/98 Comparison of cloud data from PAL and AVHRR 10 km Portable Automated Lidar 3 June 2004, 1:00-6:00 JST (L) CEReS Portable Automated Lidar (PAL) (R) Ichihara PAL 0 1:00 6:00 Cloud classification results at 3:00 JST on 3 June 2004 from NOAA16-AVHRR data. (a) (b) (a) & (b) Cloud-type classification map with locations of CEReS and Ichihara (arrows). (c) & (d) Thermal-infrared (channel 4) image corresponding to the region shown in (a) & (b). (c) (d) In (a) and (b): white (cumulus), green (dense cirrus), blue (cirrus), black (clear area and/or unclassified) Volume ratio Volume ratio Volume ratio 長期エアロゾルサンプリング（千葉） 1.0 微小粒子 Soil Sea Salt Nitrate Sulfate Organics EC 0.5 0.0 1.0 粗大粒子 0.5 0.0 1.0 Coarse 0.5 Fine 0.0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 DOAS観測（5.5 km）によるNO2濃度: 地上測定値（1時間値）との比較 NO2 concentration (ppb) Long-path measurement Point measurement (a) January 19 (b) January 24 (c) January 29 (d) May 21 (e) July 23 (f) July 27 50 25 0 50 25 0 6 12 JST 18 6 12 JST 18 6 12 JST 18 ・冬の朝方には、地上測定値が長距離測定値よりも大きくなる。 MEE (m 2g-1) Angstrom exponent Mass Extinction Efficiency and Angstrom parameter (DOAS measurement) 2.0 Sept. 1.6 1.2 0.8 0.4 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 16 12 8 4 Date Cloud Radiative Forcing (1996-1998) (W/m2) Observation systems for SKYNET [Extended for Super site] [Basic instrument for basic site] barometer anemometer Microwave radiometer (wvr-1100) Temperature Humidity (Vaisala) Sky radiometer sun photometer (POM-01 POM-02) Pyranometer Pyrgeometer (CM21) (PIR) Optical thickness Downward size distribution solar radiation single scattering albedo Downward terrestrial radiation PWC & LWP Pyrheliometer Integrating (CH01) nephelometer (M903) Direct solar radiation Scattering coefficient lidar Aerosol profile cloud base Absorption meter (PSAP/SP-Y01) Cloud camera (psv-100) Absorption coefficient Cloud fraction single scattering albedo SKYNET sites SKYNET sites SKYNETclimateSWrad 1400 Mandalgobi Mandalgobi Altitude(m) 1200 Dunhuang Dunhuang Yinchuan AmamiOshima Research Vessels Miyakojima Pune SriSamrong Australia (Commercial ships) Altitude(m) Hefei Yinchuan 1000 Fukuejima 800 600 AmamiOhshima 400 Miyakojima 200 Hefei Sri Samrong Fukuejima 0 15 20 25 30 35 Latitude Downward solar radiation (Amamioshima, April 2001) 40 45 50 Cloud profiling with a 95 GHz FM CW radar Observation onboard “MIRAI” 第3プロジェクトのサブ・プロジェクト ① 衛星データを利用した長期放射収支・大気パラメータ変動の研究衛星データから地表面放射収支に関わる大気パラメータ諸量を抽出するアルゴリズムを確立するとともに、放射収支関連のデータセットを作成する。代表的な観測パラメータとしては、地表面での放射量・温度分布、および雲・エアロゾル量が挙げられる。過去およそ20年間の衛星データの解析も含め、これら諸量の地域的・季節的変動の研究を通じ、地表面環境研究に貢献する。 ② 地上観測データの収集と衛星データ解析アルゴリズムの高精度化衛星データから得られる各パラメータ量および関連する大気環境情報について地上からの同時計測を行い、その結果を利用して衛星データの解析アルゴリズムを検証し、高精度化を図る。観測の対象となる主なパラメータとしては、下向き太陽放射、水蒸気・雲水量、エアロゾルの光学特性、放射過程に関与する大気分子成分のコラム量、および大気ゆらぎ量などが挙げられる。 ③ 地上ネットワーク観測による大気環境の解析スカイ・ラジオメータおよび放射観測器材による観測を、内外の研究機関と協力して展開・実施しており（SKYNET）、これを引き続き維持・発展させる。これと合わせ、日本国内およびアジアの諸大学・研究機関と共同してライダーによるエアロゾルのネットワーク的観測を継続して行っていく。