著者

早坂 忠裕

出版者

社団法人 日本リモートセンシング学会

雑誌

日本リモートセンシング学会誌 (ISSN:02897911)

巻号頁・発行日

vol.34, no.4, pp.266-277, 2014-09-20 (Released:2015-05-09)

参考文献数

42

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The satellite observation of clouds has been contributing to meteorology and climate change science for more than 50 years. Remote sensing techniques have been developed and improved to obtain quantitative data regarding cloud properties. Quantitative estimation of cloud physical parameters depends on the observation technique used, and even basic cloud properties such as cloud amount and top height are different according to the technique. Therefore, to use the obtained data it is necessary to understand the principle of observation. Active remote sensing provides vertical profiles of clouds, although the coverage is limited to the nadir of the satellite orbit. On the other hand, passive remote sensing with a radiometer can scan a wide swath. The combination of these two sensors produces valuable information on the cloud, as well as on the use of multi-wavelength measurements. A comparison of satellite remote sensing with results of numerical simulation, and data assimilation of satellite data are powerful methods for advancing the understanding of cloud properties, which then impacts meteorology and climate change science.

著者

菊地 勝弘 遊馬 芳雄 谷口 恭 菅野 正人 田中 正之 早坂 忠裕 武田 喬男 藤吉 康志

出版者

Meteorological Society of Japan

雑誌

気象集誌. 第2輯 (ISSN:00261165)

巻号頁・発行日

vol.71, no.6, pp.715-731, 1993-12-25 (Released:2009-09-15)

参考文献数

7

被引用文献数

1 2

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冬季の海上の層積雲の雲頂の構造と反射率の関係を調べるために、航空機によるステレオ写真観測法を使った観測が1989年1月から1991年1月にわたって、日本海の若狭湾沖および奄美諸島周辺の太平洋上で行われた。最初に、雲頂高度と反射率との間の関係が調べられ、両者の間にはかなりよい相関が認められた。特に奄美諸島周辺での観測では高い相関が認められた。次にCloud area ratio(雲の領域率)と雲頂の反射率との関係が調べられた。その結果、低い反射率の雲域では雲頂高度が比較的低くて雲層が薄く、また、その高度差は大きく、雲頂の形状は鋸の歯のように鋭かった。一方、高い反射率の雲域では雲頂高度が高くて雲層が厚く、そして一様で形状は平で台形のような形をしていた。しかし、奄美諸島北部の例では、雲頂高度が他の2例に比して低く、しかも最高雲頂高度と最低雲頂高度との高度差が400m以上もある層積雲であったにもかかわらず、その反射率は比較的高かった。この反射率の違いはliquid water pathの差によるものと推定される。

著者

中村 尚 磯辺 篤彦 立花 義裕 早坂 忠裕 川村 隆一 野中 正見 川合 義美 見延 庄士郎 三寺 史夫 吉田 聡

出版者

公益社団法人 日本気象学会

雑誌

天気 (ISSN:05460921)

巻号頁・発行日

vol.66, no.1, pp.32-38, 2019 (Released:2019-02-28)

参考文献数

25

著者

早坂 忠裕

出版者

北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University

雑誌

低温科学 (ISSN:18807593)

巻号頁・発行日

vol.72, pp.145-150, 2014-03-31

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雲の放射特性の基本的な要素について概要を解説する. 雲微物理特性と放射特性を結びつけるものは, 水や氷の複素屈折率と雲粒の粒径分布である. 水も氷も可視域においては光をほとんど吸収しない. その結果, 短波放射は, 雲が厚くなっても透過する. 一方, 赤外域においては吸収が強く, 雲水(氷)量が増加すると雲は黒体に近い振る舞いをする. これらの違いが温室効果あるいは日傘効果を卓越させる. 地球上の雲は,温室効果と日傘効果を合わせた結果として地表面を冷却するが, 大気による短波放射の吸収には,それほど寄与しない. また, 雲の形成・維持・消滅過程においては, 特に雲頂における長波放射の射出による冷却が重要である.

著者

山田 壮一郎 岩渕 弘信 早坂 忠裕 片桐 秀一郎

出版者

社団法人日本気象学会

雑誌

大会講演予講集

巻号頁・発行日

vol.102, 2012-09-30

著者

早坂 忠裕

出版者

北海道大学低温科学研究所 = Institute of Low Temperature Science, Hokkaido University

雑誌

低温科学 (ISSN:18807593)

巻号頁・発行日

vol.72, pp.145-150, 2014-03-31

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雲の放射特性の基本的な要素について概要を解説する. 雲微物理特性と放射特性を結びつけるものは, 水や氷の複素屈折率と雲粒の粒径分布である. 水も氷も可視域においては光をほとんど吸収しない. その結果, 短波放射は, 雲が厚くなっても透過する. 一方, 赤外域においては吸収が強く, 雲水(氷)量が増加すると雲は黒体に近い振る舞いをする. これらの違いが温室効果あるいは日傘効果を卓越させる. 地球上の雲は,温室効果と日傘効果を合わせた結果として地表面を冷却するが, 大気による短波放射の吸収には,それほど寄与しない. また, 雲の形成・維持・消滅過程においては, 特に雲頂における長波放射の射出による冷却が重要である. The basic radiative properties are described in this paper. Refractive index of water and ice, and droplet size distribution play important roles in the relationship between microphysics and radiative properties of cloud. Water and ice are almost transparent for the radiation in visible region, and thus cloud transmits shortwave radiation even in a thick cloud. On the other hand, cloud easily becomes blackbody with increase in cloud water or ice content because of large absorptance of infrared radiation. These properties cause greenhouse effect and parasol effect, and cool the Earth’s surface as a result. However, cloud does not largely affect the absorption of shortwave radiation. Moreover, the longwave radiation at the cloud top is important for formation, maintenance, and dissipation od cloud.

著者

山田 恭平 早坂 忠裕 岩渕 弘信

出版者

社団法人日本気象学会

雑誌

大会講演予講集

巻号頁・発行日

vol.103, 2013-04-30

著者

岩渕 弘信 早坂 忠裕 岡本 創 片桐 秀一郎

出版者

東北大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2013-04-01

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地球の放射収支に重要な上層雲の変動実態を全球規模で把握するため,衛星データから上層雲の特性を推定する手法を開発し,雲量と光学特性,微物理特性の変動を解析した。熱帯域では光学的に厚い上層雲の分布は対流活動が活発な地域とよく対応していた。巻雲の分布域は対流雲の分布域よりも高緯度側に広がっており,対流活動の活発な地域の季節変動に対応して,巻雲も変動していた。上層雲の雲量と雲頂高度の経年変動は特にエルニーニョ南方振動と密接に結びついていることがわかった。また,静止気象測衛星ひまわり8号のデータを用いた雲解析アルゴリズムを開発し,雲の時間的な変化を詳細に捉えられるようになった。

著者

菊池 勝弘 早坂 忠裕 梶川 正弘 桜井 兼市 遊馬 芳雄 上田 博 バジルド C.E. ベロツェルコフスキイ A スチュアート R.E. ムーア G.W.K. 佐藤 昇 バジルド C.

出版者

北海道大学

雑誌

国際学術研究

巻号頁・発行日

1995

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北極圏の水循環・エアロゾル等の物質循環,低温下での雪結晶の形成メカニズムの解明のために,スカンジナビア北極圏のスウェーデン・キルナのスウェーデン国立宇宙物理学研究所において,Xバンド鉛直ドップラーレーダー,レーザー・シ-ロメーター,マイクロ波放射計,全天日射・長波放射計,メソネット気象観測,エアロゾルサンプリング,それに,雪結晶の地上観測を1997年12月14日から1998年1月20日まで行った.観測期間を通して暖冬であったが,さまざまなタイプの降水現象を観測することができた.12月中は快晴時が多く,あまり降雪現象は観測されなかったが,1月に入ると休むことなく降雪が続き,強度は弱いが10分程度の強弱を持っ山岳性の降雪現象や,ノルウェー海を進行する低気圧に伴う背の高い降水エコーを持つ降雪現象を観測することができ,観測時間は600時間を超えた.これらのデータは現在解析中である.一方,マイクロ波放射計による水蒸気量および雲水量の観測から,以下のことが明らかになった.1)水蒸気量の鉛直積分値は,快晴時の0.4cmから降雪時の0.7cm,濃密雲粒付雪結晶や霰の降る時には,1.0cmに達し,幅広い変動を示した.2)雲水量(鉛直積分値)は,雲粒付雪結晶の時は0.01cm以上となり,霰の時には0.04cm程度まで増加した.また,降雪をもたらす擾乱のタイプにより大きく変動することが分かった.雪結晶の観測では偏光顕微鏡により35m/mフィルム95本,レプリカは500枚作成することができた.各種の低温型雪結晶の他,針状結晶から霰まで,ほとんどの結晶形を記録することができた.

著者

上田 博 梶川 正弘 早坂 忠裕 遊馬 芳雄 菊地 勝弘 和田 誠 ソラス M.K.

出版者

北海道大学

雑誌

基盤研究(A)

巻号頁・発行日

1998

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北極域の気候変動や水循環を解明する上で、ポーラーローを含む北極低気圧の発生・発達過程と北欧北極圏やノルウェー海上での水蒸気輸送や雲、降水粒子の形成過程を明らかにするために、地上リモートセンサーを用いた現地観測を行なった。1999年1月から4月までスウェーデン・キルナで現地のスウェーデン宇宙物理研究所の協力を得て気象観測用Xバンド鉛直ドップラーレーダーのデータを取得した。得られたデータを解析した結果、スウェーデン・キルナ地方の降水はスカンジナビア山脈の影響を強く受け、空気塊の斜面上昇による山岳性降水やノルウェー海上を北上する低気圧に伴う上層の前線からの弱い降水と山脈の強制上昇の影響を受けた下層雲との相互作用によって降水が増強されている様子が観測された。また、1999年10月にノルウェー海の中央に位置するベアー・アイランドのノルウェー気象局の観測所、スピッツベルゲン島・ニーオルセンの国立極地研究所の観測施設に出かけ、北極圏の低気圧に関する資料やデータを収集した。また、その際に簡易気象観測機器を設置して北極圏の低気圧に関してのデータを取得した。これらのデータは厳冬季を含む北欧北極圏やノルウェー海上での雲や低気圧の構造・発達過程、水循環・輸送過程が明らかになり、ポーラーローを含む北欧北極圏での気象擾乱の構造や水・エネルギー循環を明らかにするための基礎データとなることが期待される。

著者

齋藤 哲彦 早坂 忠裕

出版者

社団法人日本気象学会

雑誌

大会講演予講集

巻号頁・発行日

vol.98, 2010-09-30

著者

早坂 忠裕 河本 和明 谷田貝 亜紀代 久芳 奈遠美

出版者

総合地球環境学研究所

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2004

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本研究では、主に衛星データを用いて、低層雲を対象に、その雲量、光学的厚さ、鉛直積算雲水量、雲粒有効半径の日変化の実態を明らかにし、変化のメカニズムを解明した。まず、静止衛星GOESデータを用いて雲特性の日変化を調べた。1997年7月のGOESデータに前述の雲解析手法(太陽反射法)を適用し、カリフォルニア沖の雲の様子を解析した。その結果、雲の光学的厚さは午前中から正午にかけて減少、その後夕方にかけて増加すること、一方雲粒有効半径は逆に午前中から正午にかけて増加、その後夕方にかけて減少することがわかった。雲の光学的厚さの日変化は一日の中で日射量の変化による大気加熱の時間変化などの要因に依るものと考えられる。また雲粒有効半径の日変化は粒子が時間とともに成長し、大きな粒子が重力沈降で落下し雲1頂付近には比較的小さな粒子が存在することも考えられる。また蒸発などの熱力学過程や衝突併合などの微物理過程など複雑な機構が関与しているであろう。太陽反射法では近赤外チャンネルによる水の吸収率の関係から雲頂付近の様子を見ているため、このような現象を捉えている可能性が示唆される。次に、NOAA/AVHRRデータを用いて、衛星の赤道通過時刻のずれを利用して日変化を調べた。全球平均した雲粒有効半径の変化は、昼から夕方になるにつれて海陸ともに粒径が小さくなっていることがわかった。この傾向は前節で述べたGOESデータを用いたカリフォルニア沖の雲の解析例とも一致する結果である。雲の日変化の地上観測については同じくカリフォルニア西部において行われた例があり、この研究では地上からマイクロ波放射計と日射計を用いて雲の光学的厚さと雲粒有効半径を推定しており、午後から夕方にかけて雲粒有効半径が徐々に減少していることがわかった。これも本研究と整合性のある結果である。

著者

早坂 忠裕 河本 和明 中島 映至

出版者

社団法人日本気象学会

雑誌

大会講演予講集

巻号頁・発行日

vol.83, 2003-05-21