海洋観測カメラによる有色溶存有機物観測

北海道大学北極域研究センターでは, 北海道大学及び東北大学が中心となって研究開発された国際理学観測衛星ライズサット(RISESAT: Rapid International Scientific Experiment Satellite)に搭載した海洋観測カメラ OOC(Ocean Observation Camera,北海道大学,東北大学,株式会社パスコ及び国立台湾海洋大学が共同開発)に よる有色溶存有機物*1(CDOM:Colored Dissolved Organic Matter)の観測を行っています。なお,ライズサットは JAXA 革新的衛星技術実証1号機を構成する 7 衛星の一つとして,イプシロンロケッ ト4号機により打ち上げられました。

OOC は 4 波長の多波長可視近赤外カメラ(図 1)で,可視域に 3 バンド(405nm,490nm,555nm), 近赤外域に 1 バンド(869nm)の計 4 バンドで観測できます。特に,405nm バンドは CDOM 測定 に焦点を当てて設計しました。これにより,気候変動と密接に関係する地球の炭素循環において, 森林火災同様にインパクトがあると予想されている永久凍土融解による CDOM の河川から海洋への流出を評価でき,北極海へ流入する河川の河口付近での観測も計画しています。また,869nm バンド は可視域バンドの大気補正のために準備し,バンド幅は 10nm,空間解像度は 74m,観測幅は 48km です(図2)。観測方向は,直下視(Nadir)を基本とし,衛星の運用上可能であれば,海面からの太陽光反射*2(Sunglint)を避けるために制限なしで傾けた姿勢や,海上の一点をポインティングする姿勢制御なども可能です。

OOC の画像処理は,4 バンドの光学的な歪みを除去した後に,869nm バンドを用いて可視域の 各バンドの大気補正を行います。その後,CDOM 光吸収係数やクロロフィル量などの測定結果を 得て,最後に幾何補正して解析に利用します。事例として,2019 年 6 月 3 日のベーリング海峡付近 の CDOM 光吸収係数画像を図3に示します。図 3 では,高濃度の CDOM がベーリング海からチュク チ海へ向けて流れている様子のほか,沿岸域ではより高濃度の CDOM 分布が見られます。さらに, 定量的な利用のために,JAXA 衛星(GCOM-C)や現場で観測されるデータとの照合や検証が必要です。

今後,北極海に流入するロシアのレナ川やオビ川の河口付近の観測をはじめ,北極海航路沿いの 沿岸域の観測を開始し,超小型人工衛星を利用した地球周回軌道における北極域観測技術の構築へ 貢献していきます。

参考:2019年10月2日プレスリリース
https://www.hokudai.ac.jp/news/2019/10/post-572.html

【用語解説】

*1 有色溶存有機物 ... 短波長の光を吸収する成分で,フミン酸やフルボ酸などの腐植物質が知られて いる。河川から流出する陸起源のものと海洋中で生成される海起源のものがあり,河口付近ではほと んどが陸起源のもの。

*2 太陽光反射 ... 太陽光が,衛星や他のセンサーが表面を見ているのと同じ角度で海面から反射する 現象のこと。可視画像の影響を受ける領域では,滑らかな海水は銀色の鏡になり,粗い表面の水は 暗く見える。


Last modified: Saturday, 24 July 2021, 11:48 AM