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自己紹介・研究紹介

受賞歴

• 卒業論文発表会優秀賞（2024年）
• 日本地球惑星科学連合(JpGU)2024年大会、学生優秀発表賞 (2024年)
• 第29回大気化学討論会、学生優秀発表賞 (2024年)
• 日本気象学会2024年度秋季大会、松野賞 (2024年)
• M1中間発表会優秀発表賞（2024年）
• 日本地球惑星科学連合(JpGU)2025年大会、学生優秀発表賞 (2025年)
• JpGU – AGU Joint Meeiting 2026、学生優秀発表賞 (2026年)

研究内容を絵文字で表すと…

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研究タイトル

A-SKY/MAX-DOASとGNSSによる大気下層水蒸気の広域推定と首都圏の水平不均一性の通年統計

背景

大気下層（高度0–1 km）の水蒸気は、降水だけでなく、都市気候、大気汚染、霧・視程などにも関わります。とくに集中豪雨では、暖かく湿った空気が大気下層から流れ込み、わずかな水蒸気の変化でも対流や降水量が大きく変わりえます。しかし、ラジオゾンデは1日2回・地点の間隔が粗く、全球測位衛星システム（GNSS）による観測は稠密・連続ですが、大気全層の水蒸気量（可降水量）しか得られません。一方、入江研究室が国際観測網A-SKYの枠組みで運用するA-SKY/MAX-DOASの東西南北4方位観測は、大気下層の水蒸気の水平不均一性を捉えることができます。

研究内容

本研究では、まず、国内16地点のラジオゾンデから「全層の水蒸気量に占める下層の割合」を求め、GNSSの全層可降水量に掛けることで、大気下層の水蒸気量を広域で推定する手法を提案しました。この手法は、ラジオゾンデのない千葉でも、A-SKY/MAX-DOASに対して相関係数0.942と、つくばと同程度の精度で下層の水蒸気量を復元できました。次に、千葉大学大気環境観測スーパーサイトの4方位観測と周辺のGNSS観測網を2017–2023年の7年分比較しました。その結果、どの方位でも約8割の場面で70 km以内の下層水蒸気はGNSSで代表できる一方、夏季には約35%の場面で、GNSS観測網では捉えきれない局所的な水平不均一が生じていることが分かりました。

期待される波及効果

本研究の推定手法は、既存のラジオゾンデ網とGNSS観測網だけで、大気下層の水蒸気の長期統計を全国へ広げることを可能にします。また、「広域のGNSSで代表できる場」と「4方位のA-SKY/MAX-DOASが必要な局所的な場」を切り分けたことは、水蒸気観測網の設計やデータ同化を考えるうえでの前提となります。今後は、こうした局所的な水蒸気の情報を気象モデルに取り込み、線状降水帯を含む集中豪雨の予測精度向上に貢献していきたいと考えています。

Mizobuchi, S., Irie, H. & Shimizu, S. Long-term continuous observations of the horizontal inhomogeneity in lower-atmospheric water vapor concentration using A-SKY/MAX-DOAS. Prog Earth Planet Sci 12, 52 (2025). https://doi.org/10.1186/s40645-025-00724-4