気象研究所研究開発課題評価報告
エーロゾル・雲・微量気体に関するリモートセンシング技術の高度化に関する基礎研究
終了時評価
- 副課題名１ ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
- 副課題名２ 衛星によるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
研究代表者
真野 裕三（気象衛星・観測システム研究部 第３研究室長）H22～24
永井 智広（気象衛星・観測システム研究部 第３研究室長）H25
研究期間
平成22（21）年度～平成25年度
(注) 平成21年度は、「エーロゾルと雪氷面との相互作用、及びライダーによるエーロゾル・雲・微量気体観測技術の高度化に関する研究（研究代表者 青木輝夫）、（副課題２）ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体観測技術の高度化に関する研究」（副課題１）及び、「エーロゾル・雲・微量気体に関する衛星リモートセンシングの数値モデルへの活用のための基礎研究（研究代表者 真野裕三）」（副課題２）として実施。
終了時評価の総合所見
研究の動機・背景
（副課題１）ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
ライダーによるエーロゾルや雲・微量気体成分の観測は、これらの鉛直分布の高頻度観測データを得る現時点で唯一の観測であり、全球エーロゾル輸送モデルや化学輸送モデルの検証、データ同化による予測精度の向上を図る上で重要な役割が期待されている。このような利用を可能にするため、ライダーシステムとそのデータ処理技術の開発・改良を行い、エーロゾルや巻雲の光学・微物理特性の解明やオゾン等の微量気体成分の観測精度の向上をはかる。
ライダーは、エーロゾル等の鉛直分布を連続的に観測できることから、衛星観測や数値モデルの検証、モデルへのデータ同化に極めて重要である。しかし、ライダーで観測されるエーロゾルの後方散乱係数、偏光解消度等の光学特性は、全球エーロゾル輸送モデルで直接扱われず、そのままでは比較や同化に利用できないため、モデルで取り扱う物理量へ換算する手法の確立が求められている。人為的な汚染物質でもある対流圏オゾンや二酸化窒素、二酸化硫黄などの微量成分は、その起源の識別が必要なだけでなく、化学輸送モデルの検証／データ同化による予報技術の向上のため、ライダーによる鉛直分解能を持つ連続観測が必要である。温暖化物質である対流圏オゾンや二酸化炭素は、地球温暖化の理解のために鉛直分布観測が求められている。
（副課題２）衛星によるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
衛星からのエーロゾルのリモートセンシングは、黄砂や越境汚染等に関連して数値予報モデルや環境監視に重要な情報をもたらす。現在、気象衛星センターではNOAA衛星により陸域エーロゾルプロダクトおよびNOAA・MTSAT両衛星により海域エーゾルプロダクトを作成している。このうち陸域エーロゾルプロダクトについては誤差が大きく、改良を図る必要がある。また、夜間のエーロゾルについては赤外の輝度温度差による黄砂の検出が行われているがあたりはずれがあり物理的な観点から定量的な研究が求められる。
雲は数値モデルにおいて放射や水循環に重要な役割を果たす。今後、数値モデルにおいて雲物理過程の扱いが進むとともに雲に関する衛星データが必要になると思われる。性能向上が進みつつある地球観測衛星や気象衛星による雲物理量のプロダクト作成の高度化が求められている。
エーロゾル・雲（特に氷雲）のリモートセンシングを行ううえで現在ネックになっているのが非球形粒子の散乱特性を正確に取り入れることである。非球形粒子の電磁波散乱計算手法を高度化させ、その計算結果をデータベース化することが必要である。
多波長サウンダーを利用したオゾン・CO2等のリトリーバルがECMWF等の数値予報モデルで実験的に進められている。衛星による微量気体の観測は物質輸送モデルへの同化に重要である。
研究の成果の到達目標
ライダーや衛星を用いたエーロゾル、雲、微量気体の観測手法を改良・開発するとともに、観測データを物質輸送モデルで利用する際の評価やモデルの検証を行う。
１．研究結果
（１）成果の概要
（１）－１ 全体
ライダーによるエーロゾル・雲の観測技術の高度化については、チェンバー実験、エーロゾルの直接サンプリングや航空機観測の比較を行い、エーロゾルの物理量と光学特性との関係を明らかにした。また、雲水量の観測について課題を明らかにするとともに、成層圏エーロゾルの定常観測から、小規模な火山噴火が起源と考えられる増大や漸増を検出した。
ライダーによる微量気体の観測技術の高度化については、対流圏オゾンライダーを用いた観測を行って数値モデルとの簡単な比較を行い、また、対流圏オゾンライダーの３波長データを用いて二酸化硫黄の検出を試みた。さらに、二酸化窒素観測用のライダーの試験観測装置を製作した。
衛星によるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化については、気象衛星による黄砂などのエーロゾルプロダクトの改良、地球観測衛星・極軌道気象衛星による氷雲の微物理量作成アルゴリズムの開発、非球形粒子の散乱計算、微量気体成分のリトリーバル技術の開発などを行った。エーロゾルについては陸域や夜間の導出、火山灰などの鉱物粒子の検出能力の向上など、次期静止気象衛星のエーロゾルプロダクトにつながる結果を得た。また、各種非球形形状の氷雲やエーロゾルについての散乱計算を行い、散乱特性データベースを作成するとともに、二酸化炭素の導出するための高速放射モデルを開発し、現実的な値が得られることを確認した。
（１）－２ 副課題ごと
（副課題１）ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
- エーロゾルチェンバーを作成し、室内実験により黄砂、海塩、硫酸塩等の偏光解消度を測定した（Sakai et al. Appl. Opt. 2010）。これにより、エーロゾルライダー観測データを定量解釈するための基礎データが得られた。
- ライダーと直接サンプリングによるエーロゾル比較観測を行い、エーロゾル質量濃度と後方散乱係数との対応およびエーロゾル形状・サイズと偏光解消度との対応を明らかにした（Sakai et al. Atmos. Environ., 2012）。これにより、ライダーパラメータが実大気中のエーロゾル微物理特性を定性的に示していることを確認した。
- ライダーと航空機によるエーロゾル観測データを比較し、エーロゾル数濃度と後方散乱係数との対応およびエーロゾルタイプと偏光解消度・波長依存性との対応を明らかにした（Sakai et al., J. Meteorol. Soc. Jpn., 2013）。その結果、直径0.3 m以上のエーロゾル数濃度が波長532nm後方散乱係数と高い相関を持つ事が分かり、ライダー観測データから比較的良い精度でエーロゾル数濃度を推定することが分かった。
- ライダーによる雲水量の観測・検証をおこない、その現状と解決すべき課題を明らかにした（Sakai et al., J Atmos. Ocean. Tech., 2013）。その結果、エーロゾルによる蛍光の影響が小さい場合は、赤外干渉計やマイクロ波放射計、レーダーデータとよく対応することが分かった。
- 2008年以降のつくば上空におけるライダー観測データを解析し、ナブロ火山噴火による成層圏エーロゾル増大があったことを明らかにした（Uchino et al., Atmos. Chem. Phys., 2012）。
- 過去30年の成層圏エーロゾルライダー観測データを解析し、ピナトゥボ火山噴火後の変動について全球エーロゾルモデルとの比較を行った。その結果、全球エーロゾルモデルは、成層圏エーロゾル量を平均44%過小評価している事が分かった
- ライダーによる二酸化硫黄の観測について、最小測定感度がおよそ3×1017m-3程度であると見積もられたため、現代の日本の環境レベルの濃度測定は困難であるが、火山より放出された二酸化硫黄のように濃度が十分高い場合は、対流圏オゾンライダー観測データを用いて、オゾンとの同時導出が理論的に可能であると推定された。現有の３波長対流圏オゾンライダー観測データを解析した結果、三宅島あるいは浅間山から放出されたと考えられる二酸化硫黄が観測された。
- ライダー装置の保守や送信レーザーの改良を行い、対流圏オゾンライダーを用いた観測を行った。観測結果と数値モデルとの簡単な比較を行い、春季オゾン極大期の高濃度オゾン事例について、成層圏起源と考えられるオゾンがモデルで再現されているのに対し、大陸の（人為）起源のオゾンは再現されていない、などの事例が得られた。
- 二酸化窒素を観測するライダーについて、装置構成や送受信光学系などのシステム設計、送信レーザーの改造・保守などを行い、試験観測装置を構成し、試験観測を行った。
（副課題２）衛星によるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
① 気象衛星によるエーロゾル(黄砂等)プロダクトの改良
- 中国大陸のAERONET観測点で光学的厚さの地上実測値と衛星推定値が合うように、黄砂とgray hazeの複素屈折率を調整した。
- 静止気象衛星MTSAT-2による陸域エーロゾルの光学的厚さの推定プログラムの開発とテストを行った。
- 次期静止衛星のエーロゾルプロダクトの仕様をGOES-Rのそれを参考に検討し、決定した。海域では現行のものに比べて新たにサイズに関するプロダクトを追加した。また、新たに陸域での光学的厚さと陸面反射率を出せるようにした。陸域および海域用のLUTを作成し、気象衛星センター担当者に提供した。MODISの観測データを使ってアルゴリズムのテストしたところ、大きな問題はみられなかった。
- 夜間の黄砂の新しい検出法をテストした。MODISの観測データを使った解析では、光学的厚さ・粒子サイズ・黄砂層の高さを安定してリトリーバルできたが、精度の点でまだ改良の余地があることが分かった。
- 夜間の黄砂検出手法の改良のために、AIRS用のエーロゾルの赤外放射モデルの開発を行った。適切なAIRSのチャネルを用いて、ダストの赤外光学的厚さとダスト層の高度を求めるプログラムの開発とシミュレーションテストを行い、妥当な結果を得た。
- 赤外衛星データを利用した火山灰などの鉱物粒子の検出能力に関する知見を強化するために、粒子の性質を特徴づける複素屈折率と観測データとの関係を調べた。11.2ミクロンと12.3ミクロンの観測データに加えて8.5ミクロンの観測データを利用することにより、粒子種別の識別能力が高まることを確認した。
② 地球観測衛星・極軌道気象衛星による氷雲の微物理量作成アルゴリズムの開発・改良
- ボロノイ型粒子モデルなど各種形状の氷晶雲粒子の単散乱特性の計算を行い、その結果を使って、AVHRRの可視、近赤外2チャネルから氷晶雲の光学的厚さと氷晶粒子の有効半径を求めた。粒子モデルの違いによって光学的厚さ・粒径の推定値に大きな違いが生じることを明らかになった。
③ 非球形粒子の散乱計算
- 環境・応用4研が取得した黄砂の電顕画像を利用し鉱物性エーロゾル粒子モデルとして考えたボロノイ型形状粒子について、FDTD法と改良型幾何光学近似法を用いた散乱特性計算を実施し、様々な波長および粒子サイズでの散乱特性データベースを作成した。
- スス粒子について、電顕画像による形状特性とフラクタル・ボロノイ型凝集体構造を用いた形状モデル化を行い、散乱特性データベースを作成した。また回転楕円体についても3種類の形状について計算を実施した。
- 改良型幾何光学近似手法のプログラム開発を行った。これまで計算が困難であったサイズパラメータが50から200程度の非球形粒子の計算が可能になった。
- 六角柱・六角平板・二十面体・砲弾型集合など代表的な氷晶形状についてFDTD法と幾何光学近似手法を用いた散乱特性計算を実施し、可視―赤外の散乱特性データベースを作成した。
④微量気体のリトリーバル技術の開発
- 気圧レベルごとのCO2を変数とするAIRS用高速放射モデルを開発した。CO2濃度のリトリーバルのシミュレーションを行い、現実的な値が得られることを確認した。
（２）当初計画からの変更点（研究手法の変更点等）
（副課題１）ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
- ライダーを用いた雲水量観測手法に関する研究を新たに行った。
（３）成果の他の研究への波及状況
（副課題１）ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
- 全球エーロゾルモデル検証のための成層圏エーロゾルデータを「大気環境の予測・同化技術の開発（研究代表者：柴田清孝、眞木貴史）」に提供した。
- 対流圏エーロゾルライダーのデータを「対流圏オゾンライダーを用いた日本域における対流圏オゾンに関する研究（科学研究費補助金、研究代表者：眞木貴史）」や「可視紫外同時分光観測による地表境界層オゾンのリモートセンシング手法の開発（科学研究費補助金、研究代表者：北和之）」に提供した。
- 本課題や先行して行った経常研究の成果として得られたエーロゾルライダー及び対流圏オゾンライダー技術を、地球環境研究総合推進費「「いぶき」観測データ解析により得られた温室効果ガス濃度の高精度化に関する研究、重点サイトにおける巻雲・エアロゾル光学特性観測に関する研究（研究代表者：森野勇）」に提供し、佐賀でのエーロゾル及び対流圏オゾンのライダー観測につなげた。
- ライダーによるエーロゾルとオゾン観測を基盤の一つとした研究計画を立案し、平成26年度からの科学研究費補助金（基盤研究(B)、「ライダーと数値モデルによる日本域オゾン・エーロゾルの高解像度監視・予測技術の研究（研究代表者：永井智広）」）に応募した。
（副課題２）衛星によるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
- 非球形粒子の散乱特性の計算結果は、「地上観測による大気要素の放射収支の影響の実態解明に関する研究（研究代表者：内山明博）」、「エーロゾル－雪氷相互作用に関する研究（研究代表者：青木輝夫）」において、雲・エーロゾル、雪面等のリモートセンシングの高度化に寄与した。
（４）今後の課題
（副課題１）ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
- モデル研究とのリンクを深め、成層圏エーロゾルの長期変動については、全球エーロゾルモデルと、対流圏オゾン・二酸化窒素については化学輸送モデルと、それぞれライダー観測データとモデルの結果の詳細な比較や、同化による予測精度の向上を目指したデータの利用を進める必要がある。
（副課題２）衛星によるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
- 本研究で開発・改良した非球形粒子の散乱特性の計算技術や雲・エーロゾルの各種パラメータ導出アルゴリズムは、多波長化などで大きく機能が向上する次期ひまわり衛星によるプロダクトの改良への活用が期待される。
２．自己点検
（１）到達目標に対する達成度
（副課題１）ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
ライダー光学特性から微物理量を導出するため基礎的なデータと知見を得る事が出来概ね目標を達成した。全球エーロゾル輸送モデルの検証については初期的な目標を達成したが、モデルでのライダー観測データ利用の評価を行う点については、目標まで至っていない。
ライダーによる雲水量の推定については、ラマンライダーを用いて雲底付近の雲水量が測定可能な事を示し、当初の計画で想定していない結果が得られた。
対流圏オゾン及び二酸化硫黄、二酸化窒素の観測については、対流圏オゾンと二酸化硫黄については当初の目標をほぼ達成したが、二酸化窒素については、使用を予定していたレーザーの変更、ガス配管の耐震対策などのため、当初の目標までは到達しなかった。
（副課題２）衛星によるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
気象衛星による陸域における黄砂等のエーロゾルの光学的厚さ等のプロダクト作成アルゴリズムの改良が行われ、次期ひまわり衛星のプロダクト高度化に寄与した。また、非球形粒子の散乱計算手法の改良が進み、衛星からの氷晶雲の微物理量作成アルゴリズムが改良された。さらに、地球観測衛星・極軌道気象衛星による微量気体のリトリーバルにも一定の進展があった。これらのことより、目標に対する達成度は高いといえる。
（２）研究手法及び到達目標の設定の妥当性
（副課題１）ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
ライダー観測からのエーロゾル微物理量導出手法の開発、対流圏オゾン、二酸化硫黄、二酸化窒素のライダー観測、装置開発については、概ね妥当であったと考えるが、数値モデルでの利用などについては、モデルグループとのより緊密な関係を構築する必要があった。
（副課題２）衛星によるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
衛星によるエーロゾルや雲、微量気体成分の導出手法の改良・開発については、概ね妥当であったと考える。
（３）成果の施策への活用・学術的意義
（副課題１）ライダーによるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
全球エーロゾルモデルでの成層圏エーロゾルの改良、全球化学輸送モデルの高精度化に寄与することができる。対流圏エーロゾルについては、温室効果ガス観測技術衛星「いぶき」（GOSAT）の二酸化炭素濃度の導出精度の向上に貢献した。
（副課題２）衛星によるエーロゾル・雲・微量気体の観測技術の高度化
次期静止気象衛星（Himawari 8/9）のエーロゾルプロダクトの高度化を行うために、アルゴリズムの設計を行い、海域では光学的厚さと粒子のサイズを・陸域では光学的厚さと陸面反射率を導出するためのテーブルを作成し、気象衛星センターに提供した。
火山灰粒子の性質を特徴づける複素屈折率と赤外観測データとの関係など、次期静止気象衛星による火山灰の検出アルゴリズムの開発に有用な知見を気象衛星センターに提供した。
非球形粒子の散乱特性の計算結果は他の多くの研究課題にも活用され、また気象衛星センターで利用されている放射伝達モデルRSTARへの導入が進むなど、雲やエーロゾル等のリモートセンシングの高度化に寄与している。また、研究成果は「気象研究ノート」への掲載にみられるように、我が国のこの分野をリードするものであり学術的意義も大きいといえる。
（４）総合評価
個々の研究は、十分な学術的意義を持つ成果があがっていると考えられる。衛星関係では、次期静止気象衛星のエーロゾルプロダクトにそのまま利用可能で、直ちに施策に反映できる結果となった。ライダー関係では、成果を施策へ反映させる段階に進めるための研究が不十分であったと考えられるが、総じて優れた研究であったと考える。
３．参考資料
３．１ 研究成果リスト
（１）査読論文
1. Sakai, T., T. Nagai, Y. Zaizen, Y. Mano, 2010: Backscattering linear depolarization ratio measurement of mineral dust, sea salt, and ammonium sulfate particles simulated in a laboratory chamber, Appl. Opt., 49, 4441-4449, doi:10.1364/AO.49.004441.
2. Nagai, T., B. Liley,, T. Sakai, T. Shibata, O. Uchino, 2010: Post-Pinatubo evolution and subsequent trend of the stratospheric aerosol layer observed by mid-latitude lidars in both hemispheres, SOLA, 6, 69-72, doi:10.2151/sola.2010-018.
3. 内野 修、酒井 哲、永井 智広、坂下 卓也、鈴木 健司、柴田 隆、森野 勇、横田 達也、2010：ライダーで観測された2009年サリチェフ火山噴火による成層圏エーロゾルの増加、日本リモートセンシング学会誌、30、149-156、doi:10.11440/rssj.30.149。
4. Sakai, T., T. Nagai, Y. Zaizen, 2010: Backscattering linear depolarization ratio measurement of mineral dust, sea salt, and ammonium sulfate particles generated in a laboratory chamber, Proc. 25th ILRC, St.-Petersburg, 5-9 July 2010, Russia, 457-460.
5. Liley, J. B., T. Nagai, T. Sakai, O. Uchino, 2010: Stratospheric and upper tropospheric aerosols in the last two decades over mid-latitudes of the southern hemisphere. Proc. 25th ILRC, St.-Petersburg, 5-9 July 2010, Russia, 955-958.
6. Ishimoto H., Y. Zaizen, A. Uchiyama, K. Masuda, Y. Mano, 2010: Shape modeling of min-eral dust particles for light-scattering calculations using the spatial Poisson-Voronoi tessella-tion, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf., 111, 2434-2443, doi:10.1016/j.jqsrt.2010.06.018.
7. Masuda, K., H. Ishimoto, Y. Mano, 2012: Efficient method of geometric optics integral for light scattering by nonspherical particles. Pap. Meteor. Geophys., 63, 15-19, doi:10.2467/mripapers.63.15.
8. Sakai, T., T. Nagai, Y. Mano, Y. Zaizen, Y. Inomata, 2012: Aerosol optical and microphysical properties as derived from collocated measurements using polarization lidar and direct sampling, Atmos. Environ., 60, 419-427, doi:10.1016/j.atmosenv.2012.06.068.
9. Sakai, T., F. Russo, D. Whiteman, D. Turner, I. Veselovskii, S. H. Melfi, T. Nagai, 2012: Water cloud measurement using Raman lidar technique: current understanding and future work, Proc. of 26th International Laser Radar Conference, pp 371-374.
10. Uchino, O., T. Sakai, T. Nagai, K. Nakamae, I. Morino, K. Arai, H. Okumura, S. Takubo, T. Kawasaki, Y. Mano, T. Matsunaga, T. Yokota, 2012: On recent (2008-2012) stratospheric aerosols observed by lidar over Japan, Atmos. Chem. Phys., 12, 11975-11984, doi:10.5194/acp-12-11975-2012.
11. Ishimoto, H., K. Masuda, Y. Mano, N. Orikasa, A. Uchiyama, 2012: Irregularly shaped ice aggregates in optical modeling of convectively generated ice clouds. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf., 113, 632-643, doi:10.1016/j.jqsrt.2012.01.017.
12. Sakai, T., F. Russo, D. N. Whiteman, D. D. Turner, I. Veselovskii, S. H. Melfi, T. Nagai, 2012: Water cloud measurement using Raman lidar technique: current understanding and future work, Reviewed and Revised Papers of the 26th International Laser Radar Conference, 25-29 June 2012, Porto Heli, Greece, 371-374.
13. Sakai, T., F. Russo, D. N. Whiteman, D. D. Turner, I. Veselovskii, S. H. Melfi, T. Nagai, Y. Mano, 2013: Liquid water cloud measurements using the Raman lidar technique: current understanding and future research needs, J. Atmos. Ocean. Tech., 30, 1337-1353, doi:10.1175/JTECH-D-12-00099.1.
14. Whiteman, D. N., D. D. Venable, M. Walker, M. Cadirola, T. Sakai, I. Veselovskii, 2013: Assessing the temperature dependence of narrow-band Raman water vapor lidar measure-ments: a practical approach, App. Opt., 52, 5376-5384, doi:10.1364/AO.52.005376.
15. Ishimoto, H., K. Masuda, Y. Mano, N. Orikasa, A. Uchiyama, 2013: Optical modeling of irregularly shaped particles in convective cirrus. Proc. of International Radiation Symposium (IRS2012), in press.
16. Sakai, T., T. Nagai, N. Orikasa, Y. Zaizen, K. Yamashita, Y. Mano, M. Murakami, 2013: Aerosol characterization by dual-wavelength polarization lidar measurements over Kochi, Japan during the warm seasons of 2008 to 2010, J. Meteorol. Soc. Jpn., accepted.
（２）査読論文以外の著作物（翻訳、著書、解説）
1. 永井 智広、2010：両半球中緯度三地点でのライダー観測によるピナツボ火山噴火後の成層圏エアロゾルの長期的な変動、平成23年3月 名古屋大学学位論文。
2. 石元 裕史、増田 一彦、真野 裕三、2011：非球形粒子による電磁波の散乱計算、気象研究ノート第223号「気象・気候学のための最新放射計算技術とその応用」第4章、pp 93-121。
3. 酒井 哲、永井 智広、2013：水蒸気ラマンライダー、気象研究ノート第229号「高層気象観測の発展と展望」第4章、pp 123-131。
4. 中里 真久、永井 智広、酒井 哲、内野 修、2013：オゾンライダー、気象研究ノート第229号「高層気象観測の発展と展望」第5章、pp 133-160。
（３）学会等発表
ア．口頭発表
・国際的な会議・学会等：8件
1. Sakai, T., T. Nagai, Y. Zaizen, 2010: Backscattering linear depolarization ratio measurement of mineral dust, sea salt, and ammonium sulfate particles generated in a laboratory chamber, 25th International Laser Radar Conference, St.-Petersburg, 5-9 July 2010, Russia.
2. Liley, J. B., T. Nagai, T. Sakai, O. Uchino, 2010: Stratospheric and upper tropospheric aerosols in the last two decades over mid-latitudes of the southern hemisphere. 25th International Laser Radar Conference, St.-Petersburg, 5-9 July 2010, Russia.
3. Ishimoto H., Y. Zaizen, A. Uchiyama, K. Masuda, Y. Mano, 2010: Voronoi aggregate for a shape model of mineral dust particles, 2010 Asia-Pacific Radiation Symposium (APRS), O5_02, Seoul, Korea.
4. Mano, Y., K. Masuda, H. Ishimoto, 2010: Nonspherical scattering database for aerosol particles. Joint PI Workshop of Global Environmental Observation Mission @ TKP Conference, Tokyo
5. Ishimoto, H., Y. Zaizen, A Y. Zaizen, A. Uchiyama, K. Masuda, Y. Mano, 2012: Shape modeling of dust and soot particles for remote sensing applications taking into account the geometrical features of sampled aerosols, International symposium on aerosol studies explored by electron microscopy, Tsukuba, Japan
6. Sakai, T., F, Russo, D. Whiteman, D. Turner, I. Veselovskii, S. H. Melfi, T. Nagai, Water cloud measurement using Raman lidar technique: current understanding and future work, 26th International Laser Radar Conference, Porto Heli Conference Centre, June 26, 2012, Porto Heli, Greece.
7. Sakai, T., N. Orikasa, T. Nagai, M. Murakami, T. Tajiri, A. Saito, K. Yamashita, A. Hashimoto, 2013: Asian dust and cirrus cloud as measured with Raman lidar and instrumented balloon over Tsukuba, Japan, The 3rd International Symposium on Atmospheric Light and Remote Sensing, Nagoya University.
8. Sakai, T., D. N. Whiteman, F. Russo, D. D. Turner, I. Veselovskii, S. H. Melfi, T. Nagai, Y. Mano, 2013: Cloud liquid water measurements using the Raman lidar technique: current understanding and future research needs, International Symposium on Remote Sensing 2013, Makuhari Seminar House.
・国内の会議・学会等：20件
1. 酒井 哲、永井 智広、財前祐二、2009：室内実験によるエアロゾル偏光解消度の測定－ライダーデータの定量解釈に向けて－、日本気象学会2009年度秋季大会（講演予稿集）、pp 218.
2. 酒井 哲、永井 智広、財前 祐二、2009：エアロゾル偏光解消度の測定－エアロゾルチャンバーを用いた室内実験－、第35回リモートセンシングシンポジウム（講演論文集）、pp 75-78.
3. 永井 智広、酒井 哲、内野 修、森野 勇、横田 達也、B. Liley、2009：GOSAT検証のための南半球Lauderに於ける雲・エアロゾルのライダー観測、（社）日本リモートセンシング学会 第46回（平成21年度春季）学術講演会（論文集）、pp 39-40。
4. 中里 真久、永井 智広、酒井 哲、内野 修、真野 裕三、2009：３波長差分吸収ライダーを用いたオゾン及び二酸化硫黄の同時観測、第15回大気化学討論会（講演要旨集）、pp 6。
5. 酒井 哲、財前 祐二、永井 智広、2010：偏光ライダーと直接サンプリングによる黄砂観測 －液滴状の鉱物粒子－、第16回大気化学討論会（講演要旨集）、P-52。
6. 永井 智広、J. B. Liley、内野 修、酒井 哲、柴田 隆、2010：ライダーで観測された成層圏バックグラウンドエーロゾルの増加、第28回レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、pp 84-87。
7. 永井 智広、酒井 哲、J. Ben Liley、内野 修、柴田 隆、2010：ニュージーランドローダーで観測された成層圏エーロゾルの増加について、第８回環境研究シンポジウム。
8. 石元 裕史、増田 一彦、真野 裕三、財前 祐二、内山 明博、村上 正隆、折笠 成宏、2010：Poisson-Voronoi構造と粒子画像情報を用いた鉱物・氷晶粒子形状のモデル化、日本気象学会2010年度秋季大会（講演予稿集）、pp 331。
9. 中里 真久、永井 智広、酒井 哲、内野 修、真野 裕三、眞木 貴史、出牛 真、柴田 清孝、2010：ライダーとMRI-CCM2を使った対流圏オゾン高濃度事例の解析、第16回大気化学討論会（講演要旨集）、K-15。
10. 中里 真久、永井 智広、酒井 哲、真野 裕三、内野 修、入江 仁士、北 和之、2010：Nd:YAG レーザーを用いた差分吸収ライダーによる二酸化窒素の観測性能、第28回レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、 pp91-92。
11. 内野 修、永井 智広、中里 真久、酒井 哲、森野 勇、横田 達也、松永 恒雄、佐藤 勇城、2010：GOSATプロジェクト検証用可搬型ライダーの開発、第28回レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、pp 9-11。
12. 永井 智広、酒井 哲、真野 裕三、内野 修、入江 仁士、北 和之、2011：Nd:YAG レーザーを用いた二酸化窒素観測用ライダーの開発、日本気象学会2011年度秋季大会（講演予稿集）、pp 114。
13. 酒井 哲、D. Whiteman、I. Veselovskii、永井 智広、2012：ラマンライダーによる雲水量の観測、第16回大気ライダー観測研究会（講演集）、pp 15-18。
14. 酒井 哲、D. Whiteman、R. Russo、D. Turner、I. Veselovskii、S. H. Melfi、永井 智広、ラマンライダーによる雲水量観測、日本気象学会2012年度秋季大会（講演予稿集）、pp 89。
15. 内野 修、酒井 哲、永井 智広、中前 久美、森野 勇、新井 康平、奥村 浩、田久保 洋一郎、川崎 健、B. Liley、柴田 隆、真野 裕三、松永 恒雄、横田 達也、ライダーで観測された近年の成層圏エアロゾル増加と気候等への影響、日本気象学会2012年度秋季大会（講演予稿集）、pp 433。
16. 酒井 哲、D. N. Whiteman、F. Russo、D. D. Turner、I. Veselovskii、S. H. Melfi、永井 智広、2012：ラマンライダーによる雲水量測定、第38回リモートセンシングシンポジウム（講演論文集）、pp 31-32。
17. 酒井 哲、D. Whiteman、I. Veselovskii、永井 智広, 2012: ラマンライダーによる雲水量の観測、第16回大気ライダー観測研究会（講演集）、pp 15-18。
18. 酒井 哲、永井 智広、内野 修、田中 泰宙、藤本 敏文、田端 功、2013：つくば上空成層圏エアロゾルの長期変動：ライダー観測と全球エアロゾルモデルとの比較、第31回レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、pp 114-115。
19. 酒井 哲、内野 修、永井 智広、田中 泰宙、藤本 敏文、田端 功、2013：気象研究所ライダーで観測した成層圏エアロゾルの長期変動、第39回リモートセンシングシンポジウム（講演論文集）、pp 7-8。
20. 酒井 哲、永井 智広、内野 修、田中 泰宙、藤本 敏文、田端 功、2013：つくば上空成層圏エアロゾルの長期変動 －気象研ライダー観測と全球エアロゾルモデルの比較－、日本気象学会2013年度秋季大会（講演予稿集）、pp 86。
イ．ポスター発表
・国際的な会議・学会等：4件
1. Sakai, T., N. Orikasa, T. Nagai, M. Murakami, T. Tajiri, A. Saito, K. Yamashita, A. Hashimoto, 2011: Microphysical and optical properties of Asian dust and cirrus cloud as measured with balloon-borne instruments and ground-based Raman lidar over Tsukuba, Japan, 2011 Aerosol update, NASA Goddard Space Flight Center Visitor Center.
2. Ishimoto, H., K. Masuda, Y. Mano, N. Orikasa, A. Uchiyama, 2011: Irregularly shaped ice aggregates in optical modeling of convective ice clouds, WCRP Open Science Conference, C12, M40B, Denver, USA
3. Ishimoto, H., K. Masuda, Y. Mano, N. Orikasa, A. Uchiyama, 2012: Optical modeling of irregularly shaped ice particles in convective cirrus, International Radiation Symposium 2012, August 7, 2012, Berlin, Germany.
4. Nakamae, K., O. Uchino, I. Morino, B. Liley, T. Sakai, 2012: Lidar observation of the 2011 Puyehue volcanic aerosols at Lauder, New Zealand, AGU 2012 Fall Meeting, Moscone Center, December 7, 2012, San Francisco, USA.
・国内の会議・学会等：17件
1. 酒井 哲、永井 智広、財前 祐二、2009：室内実験によるエアロゾル偏光解消度の測定、第27回レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、pp 94-95。
2. 永井 智広、酒井 哲、B. Liley、柴田 隆、森野 勇、内野 修、2009：ニュージーランド・ローダーにおけるGOSAT検証のためのエーロゾル・雲の観測、第27回 レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、pp 110-111。
3. 中里 真久、永井 智広、酒井 哲、内野 修、真野 裕三、2009：３波長差分吸収ライダーを用いたオゾン及び二酸化硫黄の同時観測、第27回レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、pp 170-171。
4. 酒井 哲、永井 智広、財前 祐二、2010：偏光ライダーと直接サンプリングによる黄砂観測－液滴状の鉱物粒子－第16回大気化学討論会（講演予稿集）、pp 113。
5. 内野 修、柴田 隆、酒井 哲、永井 智広、清水 厚、坂下 卓也、鈴木 健司、森野 勇、横田 達也、2009：ライダーで観測されたサリチェフ火山噴火起源のエーロゾル層、、第27回レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、pp 112-113。
6. 増田 一彦、石元 裕史、真野 裕三、村上 正隆、折笠 成宏、2010：ボロノイ型粒子モデルを用いた氷晶雲特性のリトリーバル、日本気象学会2010年度秋季大会（講演予稿集）、pp 419。
7. 中里 真久、永井 智広、酒井 哲、内野 修、真野 裕三、入江 仁士、北 和之、2010：Nd:YAGレーザーを用いた差分吸収ライダーによる二酸化窒素の観測性能、第28回レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、PD-22。
8. 増田 一彦、石元 裕史、真野 裕三、2011：幾何光学近似手法の適用範囲、日本気象学会2011年度秋季大会（講演予稿集）、pp 429。
9. 真野裕三、2011：Nonstandard FDTDによる電磁波散乱問題の計算、日本気象学会2011年度春季大会（講演予稿集）、pp 391。
10. 真野裕三、2011：静止気象衛星から求めた陸域エーロゾル、日本気象学会2011年度秋季大会（講演予稿集）、pp 509。
11. 酒井 哲、永井 智広、内野 修、藤本 敏文、真野 裕三、田端 功、気象研ライダーで観測した成層圏エアロゾルの長期変動（1982−2012年）、第30回レーザセンシングシンポジウム（予稿集）、pp 72-73。
12. 永井 智広、酒井 哲、真野 裕三、中里 真久、内野 修、入江 仁士、北 和之、2012：Nd:YAGレーザーを用いた二酸化窒素観測用ライダーの開発（Ⅱ）、日本気象学会2012年度秋季大会（講演予稿集）、pp 185。
13. 増田 一彦、衛星赤外観測による鉱物粒子の検出、2012：日本気象学会2012年度秋季大会（講演予稿集）、pp 186。
14. 中前 久美、内野 修、森野 勇、B. Liley、酒井 哲、永井 智広、横田 達也、2012：Lauderにおける地上観測でみるチリ Puyehue 火山噴火後の噴出物の動向について、第18回大気化学討論会、。
15. 増田 一彦、石元 裕史、真野 裕三、2013：ボロノイ型粒子モデルを用いた氷晶雲特性の推定精度、日本気象学会2013年度春季大会（講演予稿集）、pp 401。
16. 永井 智広、酒井 哲、中里 真久、内野 修、入江 仁士、2013：Nd:YAGレーザーを用いた二酸化窒素観測用ライダーの開発（Ⅲ）、日本気象学会2013年度秋季大会（講演予稿集）、pp 263。
17. 増田 一彦、2013：衛星からの赤外観測による火山灰領域の検出、日本気象学会2013年度秋季大会（講演予稿集）、pp 286。
３．２ 報道・記事
・報道発表
1. 平成25年2月18日 フジテレビ ニュースJAPAN
2. 平成25年2月19日 TBSテレビ ニュース２３クロス
3. 平成25年2月21日 日本テレビ NEWS ZERO
4. 平成25年2月28日 テレビ朝日 ニュースバード！
・新聞記事
1. 平成25年2月15日 読売新聞夕刊
2. 平成25年2月27日 産経新聞朝刊
・取材
1. 平成26年1月29日 NHK Eテレ 高校講座「地学基礎 36 自然環境の変化、・火山と地球環境」（今後約3年間反復使用される予定）
・資料提供
1. 第一学習社「スクエア 最新図説地学」平成25年2月15日初版（高校地学補助教材）