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

基本信息

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

项目摘要

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。

利用Terra和Aqua卫星上的MODIS传感器以及SNPP卫星上的VIIRS传感器的地表温度数据，可以从这些数据集中获取地表温度的日变化信息，主要是在高纬度地区北半球我们评估了是否可能（每天可以获得多少个观测值）。众所周知，这些卫星/传感器通常每天观测同一点一次，白天一次，晚上一次（通常是三个传感器，每天大约六次）。越接近两极，卫星轨道的观测宽度重叠就越多，因此在高纬度地区获得的观测数量大大增加。例如，在北纬 60°附近，我们每天可以获得大约 12 次观测，在北纬 70°附近，每天大约可以获得 23 次观测。接下来，在本研究中，为了以集成的方式使用来自不同传感器的数据，我们调查了来自不同传感器的产品是否一致。我们从European DB、Ameriflux和AsiaFlux等数据库中收集了塔观测点的长波辐射数据，构建了根据地面观测估计的地表数据集，并将其与卫星产品进行了比较。为了考虑观测地点与卫星观测网格的空间尺度差异，我们选择了观测地点周围土地覆盖和温度均匀的地点。结果，我们确认不同卫星产品之间的误差相似，证明了在此分析中一致使用不同传感器数据的有效性。此外，我们在查看2013年夏季实际卫星观测得到的地表温度逐日变化时发现，在北纬70°附近的观测点，每天采集到的地表温度数据超过20个。能够获得卫星测量的表面温度的平滑昼夜变化。尽管随着纬度的降低，获得的地表温度观测数量也随之减少，但我们每天仍然能够获得超过10次的观测数据。