環北極域における超高頻度衛星観測データの創出による陸面劇的変動の早期高精度検出

通过创建环极地区超高频卫星观测数据，早期、高精度地探测剧烈的地表变化

• 批准号: 22K19842
• 负责人: 市井 和仁
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19842/
• 关键词: リモートセンシング; 地表面温度; 高頻度観測; 日変化; 陸域生態系; 北極域; リモートセンシング; 地表面温度; 高頻度観測; 日変化; 陸域生態系; 北極域

Terra衛星、Aqua衛星搭載のMODISセンサと、SNPP衛星搭載のVIIRSセンサの地表面温度データを用いて、北半球高緯度域を中心にして、これらのデータセットから地表面温度の日変化情報を得ることができるか（一日に何回の観測を得ることができるか）を評価した。通常はこれらの衛星・センサは、一日に同一地点を昼夜１回ずつ観測する（通常は３つのセンサで一日６回程度）ことは広く知られている。極に近づくほど、衛星の周回の観測幅が重なりあうため、高緯度になるほど得られる観測回数は大きく増加した。例えば、北緯60°付近では一日に12回程度、北緯70°付近では一日に23回の観測を得ることができた。つぎに本研究では異なるセンサによるデータを統合利用するために、異なるセンサーからのプロダクトが一貫しているかの調査を行った。European DB, Ameriflux, AsiaFluxなどのデータベースなどからタワー観測サイトの長波放射データを収集し、地上観測から推定した地表面データセットを構築し、衛星プロダクトとの比較を行った。その際、観測サイトと衛星観測のグリッドの空間スケールの違いを考慮するため、観測サイト周辺で土地被覆、温度が均質なサイトを選定した。その結果、異なる衛星プロダクト間で誤差が同程度であることを確認し、本解析で異なるセンサデータを一貫して利用することの妥当性を示した。さらに、2013年の夏季を対象にして、実際の衛星観測から得た地表面温度の日変化を確認したところ、北緯70°付近の観測サイトにおいては、一日に20点以上の地表面温度データを取得でき、衛星による地表面温度でスムーズな日変化を得ることができた。緯度が低くなると得られる地表面温度の観測数は少なくなるが、それでも一日に10点以上の観測値を得ることができた。

使用来自配备台和水上卫星的MODIS传感器以及配备有SNPP卫星的Viirs传感器的地面温度数据，我们评估了是否可以从这些数据集（每天可以获得多少观察值）中获得地面温度的昼夜变化。众所周知，这些卫星和传感器通常每天或晚上一次观察相同的位置（通常每天约六次，带有三个传感器）。随着卫星轨道的观察宽度随着极接近而重叠，纬度越高，所获得的观测数量显着增加。例如，我们能够在60°N左右每天获得约12个观测值，每天在70°N左右进行23个观测值。接下来，在这项研究中，我们研究了来自不同传感器的产品是否一致，以便整合来自不同传感器的数据。从欧洲DB，Ameriflux，Asiaflux等数据库中收集了来自塔观测位点的长波辐射数据，并与卫星产品进行了比较，并构建了从地面观测值估算的地面数据集。在这种情况下，要考虑观测位点和卫星观测网格之间空间尺度的差异，在观测地点周围选择了具有同质土地覆盖的位点和温度。结果，我们证实了不同卫星产品之间的误差相似，并证明了在本分析中使用不同传感器数据的有效性。此外，当我们检查2013年夏天从实际卫星观测值获得的每日表面温度变化时，我们发现，在北纬70°左右的观测位置，每天获得20点以上的表面温度数据，从而允许由于卫星表面温度而导致的每日平稳变化。随着纬度的降低，获得地面温度的观察次数降低，但即使如此，我们每天也能够获得10多个观测值。