ADEOS Earth View

’99 / 9

全球生物圏のモニタリング
Monitoring of Global Biosphere
November 1996

May 1997

February 1997

June 1997

Chlorophyll content
Vegetation index

0.03-0.05

6 mg/m3
0.9

POLDER global merged pigment concentration and vegetation index maps
Provided by NASDA/CNES
Processed by LOA/CESBIO/LSCE

全球生物圏のモニタリング
Monitoring of Global Biosphere
全球生物圏のモニタリングは、地球圏変動を解く重要な鍵である。地球反射光の偏光（*1）と方向性の観測により、POLDER は海洋だけでなく陸上の生物圏の観測が可能である。海洋のクロロフィル色素濃度分布
図は、中規模の海洋生態系をモニタリングするだけでなく、海洋基礎生産（植物プランクトンによる CO2 吸収）の算出を可能にする。
広い大洋では海色はクロロフィル色素濃度のみに依存するので、POLDER は大洋の研究に適している。観測視野が広く、広範囲をカバーできるため、海洋生態系変化のモニタリングや雲の多い海域の研究には大変有利である。この特性は多方向からの観測が可能であるため、撮像系を傾けて不可視域が生じるようなことをせずに、サングリッタを避けることができる。
対象物の反射率の方向特性（いわゆる二方向反射率分布函数 BRDF）を測定することによって、POLDERは植生パラメタを高精度で導出することができる。実際、BRDF の測定は、衛星観測の時系列データから不必要な方向性効果を補正し、植生の季節変化のモニターや地表面反射率（*2）を正確に測定するうえで必要不可欠である。地表面反射率は、表面／大気エネルギー交換、ひいては大気大循環の鍵となるパラメタである。方向性の情報を加えることによって放射スペクトル情報が完備し、土地被覆分類に役立つ。また、葉面積指数（*3）あるいは植物に吸収された光合成有効放射の割合などの植生被覆の生物物理パラメタを特徴づけることにも役立つ。植生被覆パラメタは、大規模な植生機能モデルや炭素循環のような生物地球化学的循環モデルに入力される。
近い将来導出される植生指数や植生生物物理パラメタにより、全球炭素収支の重要な因子である植生の純基礎生産が得られる。また、地域ないし全球規模での土地被覆変化の評価と理解を深めるための基本的な情報を提供する。
*1 偏光：電磁波としての光が横方向に振動する際、ひとつの面内で起るか、円ないし楕円形か、あるいは他の一定の形で起るか、その状態をいう。
*2 地表面反射率：太陽からの入射光フラックスに対する地表面反射光フラックスの比率。
*3 葉面積指数 (LAI)：単位地表面積当たりの葉の総面積。植物の生長量を示す指標として用いられる。

Monitoring the global biosphere is of key importance regarding
the global change issue. With polarization (*1) and directionality,
POLDER provides unique observation of both the marine andcontinental biosphere. Chlorophyll pigment concentration maps
derived over ocean allow calculation of the oceanic primary
production (CO2 uptake by phytoplankton) as well as monitoring
the marine ecosystems on a medium scale.
POLDER is well-suited to studies on the open sea, whose color
depends solely on chlorophyll pigment concentration. It's very
wide field of view grants it an extensive coverage, resulting in aconsiderable advantage in monitoring changes in marine
ecosystems or studying very cloudy areas. This quality isconsolidated by the multiple viewing angles available, making it
possible to avoid sunglitter without tilting the imaging systemsuch as to cause blind areas.
By measuring the reflectance directional properties of targets(so called Bidirectional Reflectance Distribution Function(BRDF)), POLDER has the ability to retrieve the vegetation
parameters with improved accuracy. Indeed the BRDF
measurement is crucial to correct the temporal series of satellite
measurements of unwanted directional effects so as to monitor
plant phenology and obtain an accurate measurement of surface
albedo (*2), which is a key parameter in surface/atmosphereenergy exchanges and thus in general atmospheric circulation.
The directional dimension of the signal complements its spectral
dimension and is also useful for both land cover classifications
and for characterizing biophysical parameters of plant cover suchas the leaf area index (*3) or the fraction of photosynthetic
radiation absorbed by the vegetation. The latter values are theninput into large-scale vegetation functioning models and models
describing major biogeochemical cycles such as the carboncycle.
Vegetation indices and vegetation biophysical parameters to be
derived in the near future give access to a critical term of theglobal carbon budget, namely the vegetation net primaryproduction. They are also fundamental inputs for assessing andunderstanding land cover changes at regional and global scales.
*1 Polarization: The state of an electromagnetic wave whentransverse oscillations take place in some regular manner, forexamples, all in one plane, in a circle, in an ellipse, or in someother definitive curve.
*2 Surface albedo: A ratio of the reflected light flux to the incident
solar radiation flux falling on the Earth’s surface.
*3 Leaf area index (LAI): Total area of leaf per unit groundsurface. It is used as an index for measuring the amount ofactive vegetation.