地球物理量プロダクトのバージョンアップについて
宇宙航空研究開発機構
地球観測研究センター
平成29年3月1日

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概要• 標準プロダクトについては、– 海面水温– 海上風速– 海氷密接度– 土壌水分をバージョン3に更新した。
• 研究プロダクトについては、– 10GHz 海面水温を更新した。
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1. 【標準】海面水温• アルゴリズム開発PI– 柴田 彰 (RESTEC)• 主要変更点– 海上風補正手法の変更。
– 検証不適ブイの除去を強化。
– 日本付近のC帯輝度温度のRFI判定手法を変更。
– 空間フィルターの作用を緩和。
– 陸海判定をピクセル単位処理に変更。

• 主要改善点– 海上風補正手法の変更、検証不適ブイの除去の強化、RFI除去による精度の改善。

• 検証方法– NOAAが提供するiQuamデータセットに含まれるブイ海面水温 とAMSR2海面水温の差のRMSEを全球1ヶ月平均で求める。
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1. 【標準】海面水温• 検証データ・比較条件– 収集したブイ水温に対し、観測時刻差2時間以内、距離30km以内を観測したAMSR2データを収集して比較。

• 検証期間– 2012(平成24)年7月2日～2016 (平成28)年6月30日

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1. 【標準】海面水温+約6℃-約6℃

緯度 [°]SST [℃]• 検証不適ブイの例

検証不適ブイの判定基準
・(隣接する2つの観測点での観測時間から求まる)移動速度が3m/s以上の場合
・SSTが5℃以上不連続に変化している場合
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1. 【標準】海面水温
V2 (昇交)V3 (昇交)達成精度 V2 (昇交)達成精度 V3 (昇交)RMSE

0.56 ℃

RMSE

0.52 ℃

バイアス

0.07 ℃

バイアス

0.06 ℃

精度が改善され、標準精度(丸め後0.5℃)を達成した。

1. 【標準】海面水温V3 (降交)

V2 (降交)達成精度 V2 (降交)達成精度 V3 (降交)RMSE

0.53 ℃

RMSE

0.50 ℃

バイアス

0.04 ℃

バイアス

0.02℃

精度が改善され、標準精度(丸め後0.5℃)を達成した。

1. 【標準】海面水温
V3 (昇交+降交)

V2 (昇交+降交)

達成精度 V2 (昇交+降交)

達成精度 V3 (昇交+降交)

RMSE

0.54 ℃

RMSE

0.51 ℃

バイアス

0.06 ℃

バイアス

0.04 ℃

精度が改善され、標準精度(丸め後0.5℃)を達成した。

2. 【標準】海上風速• アルゴリズム開発PI– 柴田 彰 (RESTEC)• 主要変更点– 海面直上の気温を使った輝度温度補正手法の変更。
– 検証不適ブイの除去を強化。
– 陸海判定をピクセル単位処理に変更。

• 主要改善点– 海面直上の気温を使った輝度温度補正手法の変更、検証不適ブイの除去を強化による精度の改善。

• 検証方法– NOAA National Data Buoy Center (NDBC), Pacific Marine
Environmental Laboratory (PMEL) が提 供するブイ海上風速とAMSR2海上風速の差のRMSEを全球1ヶ月平均で求める。

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2. 【標準】海上風速• 検証データ・比較条件– 収集したブイ風速に対して、観測時刻差2時間以内、距離30km以内を観測したAMSR2データを収集して比較。

• 検証期間– 2012(平成24)年7月2日～2016(平成28)年6月30日

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2. 【標準】海上風速
V3 (昇交+降交)

V2 (昇交+降交)

達成精度 V2 (昇交+降交)

達成精度 V3 (昇交+降交)

RMSE

1.06 m/s

RMSE

0.99 m/s

バイアス-0.23 m/s

バイアス

-0.09 m/s

精度が改善され、目標精度(1.0 m/s)を達成した。

3. 【標準】海氷密接度• アルゴリズム開発PI– Josefino Comiso (NASA/GSFC)– 長 幸平 (東海大学)• 主要変更点– PIはNASAで海氷密接度アルゴリズムを実装しており、双方のアルゴリズムを統一させたいとのPIの意向で、JAXAの海氷密接度アルゴリ
ズムに未適用だった事項：北極海について、海氷が全くないと定義された輝度温度（O点）を固定値から日々変更することとした。

• 主要改善点– O点の日々更新による精度の改善。

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3. 【標準】海氷密接度• 検証方法– AMSR2に比べて空間分解能が10倍以上良い、A-Trainを構成しているAquaの光学センサMODISのBAND1(620nm-670nm), BAND3(459nm-479nm),
BAND4(545nm-565nm)の反射率を用いて、検証領域のAMSR2の画素内における海氷密接度を算出し、比較した。

• 検証領域・検証日– MODIS雲プロダクト及び目視により以下の領域・日を晴天域として抽出し、検証を行った。
(a)

(f)

(c)

(a) 2013.8.6(e)(a) 2014.5.22 - 24(b) 2014.6.10(b)(b) 2013.8.14(c) 2013.8.15(d)(d) 2013.8.16(c) 2014.6.14(e) 2013.111(d) 2014.6.21(f) 2014.3.30
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3. 【標準】海氷密接度※晴天率80％以上のピクセル、海氷密接度0%含む。
V2V3

達成精度 V2RMSE

9.13 %

達成精度 V3RMSE

9.10 %

精度が改善され、標準精度(10 %)を達成した。

3. 【標準】海氷密接度

主に氷縁部の海氷密接度が改善された。

MODIS RGBAMSR2 SIC V3

V3 - V2AMSR2 SIC V2

4. 【標準】土壌水分量•••••

アルゴリズム開発PI– 小池俊雄 (東京大学)
主要変更点– 土壌(特に乾燥土壌)の誘電率モデルの改良とそれに基づいたLUTの更新。
主要改善点– 砂漠域での土壌水分の過大評価の改善。
検証方法– 衛星フットプリント内の不均一性の問題を軽減するため、地形が単調でアクセスが容易な数10km程度の検証領域をモンゴル、オーストラリア、タイに設定し、領域内に複数配置した土壌水分観測装置等のデータと比較した。
– AMSR2観測値は地上観測データを平均した上で比較される。平均される地上観測データはAMSR2観測点に対して空間的に7km以内の最近隣データ、時間的には1時間（モンゴルは2時間）以内のデータとした。
– 誤差は平均絶対誤差(Mean Absolute Error; MAE)で評価した。
検証期間– 検証データの期間は、データ回収や補正処理の都合等でサイトによって異なり、モンゴル(2012年7月～2016年8月)、オーストラリア(2012年7月～2016年2月)、タイ(2012年7月～2012年10月) となっている。
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4. 【標準】土壌水分量
検証結果 (V2) ※降水時の地上観測データを含む。
(昇交)

(降交)

(昇交+降交)達成精度 V2 (昇交+降交)MAE

3.54 %

4. 【標準】土壌水分量
検証結果 (V3) ※降水時の地上観測データを含む。
(昇交)

(降交)

(昇交+降交)達成精度 V3 (昇交+降交)MAE

3.34 %

精度が改善され、目標精度(5 %)を達成した。

4. 【標準】土壌水分量V2

V3

砂漠域で土壌水分の過大評価が改善された。

5. 【研究】10GHz 海面水温
• アルゴリズム開発PI– 柴田 彰 (RESTEC)• 主要変更点– 検証不適ブイ水温の除去を強化。
– バイアスの年変動を除去。
– 陸海判定をピクセル単位処理に変更。

• 主要改善点– 検証不適ブイの除去の強化、バイアスの年変動の除去による精度の改善。

• 検証方法– NOAAが提供するiQuamデータセットに含まれるブイ水温とAMSR2海面水温の差のRMSEを全球1ヶ月平均で求める。

• 検証データ・比較条件– 収集したブイ水温に対し、観測時刻差2時間以内、距離30km以内を観測したAMSR2データを収集して比較。

• 検証期間– 2012(平成24)年7月2日～2016(平成28)年6月30日
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5. 【研究】10GHz 海面水温
V2(昇交+降交)

V3(昇交+降交)

達成精度 V2 (昇交+降交)

達成精度 V3 (昇交+降交)

RMSE

0.62 ℃

RMSE ℃

0.55 ℃

Bias

0.16 ℃

Bias ℃

0.07 ℃

精度が改善され、目標精度(0.8℃)を達成した。

5. 【研究】10GHz 海面水温
V2(昇交+降交)↑バイアス変動RMSE (bias): 0.62

Bias : 0.16
Obs. points

V3(昇交+降交)

RMSE (bias): 0.55

Bias : 0.07
Obs. points

標準プロダクト 精度一覧
地球物理プロダクト (バージョン)

リリース精度

標準精度

目標精度

達成精度

積算水蒸気量 (V2)

±3.5 kg/m2±3.5 kg/m2±2.0 kg/m2

RAOB:±2.5 kg/m2
GPS:±1.5 kg/m2

積算雲水量 (V2)

±0.10 kg/m2±0.05 kg/m2±0.02 kg/m2±0.04 kg/m2

降水強度 (V2)

海洋 ±50 %陸域 ±120 %海洋 ±50 %陸域 ±120 %海洋 ±20 %陸域 ±80 %海洋 ±48 %陸域 ±86 %海面水温 (V3)±0.8 ºC±0.5 ºC±0.2 ºC(as zonal mean)

昇交±0.5ºC
降交±0.5 ºC

海上風速 (V3)±1.5 m/s±1.0 m/s±1.0 m/s±1.0 m/s

海氷密接度 (V3)

±10 %

±10 %

±5%

±9.07 %

土壌水分 (V3)

±10 %

±10 %

±5 %

±3.3 %

積雪深 (V2)±20 cm±20 cm±10 cm±17.7 cm

更新実施
標準精度 未達

標準精度 達成

目標精度 達成研究プロダクト 精度一覧
更新実施
地球物理プロダクト

目標精度範囲達成精度

全天候海上風速±7 m/s

0 - 70 m/s±4.18 m/s

10GHz 海面水温±0.8 ℃

9 - 35 ℃

0.55 ℃

地表面温度

森林 : ±3 ℃
疎な植生域 : ±4 ℃

0 - 50 ℃

植生水分量±1 kg/m2

0 - 4 kg/m2

高分解能海氷密接度±15 %0 - 100 %薄氷域検出

80 % (正答率として)N/A

海氷移動ベクトル±3 cm/s (南北・東西成分)

0 - 40 cm/s

陸面同化モデルによる
土壌水分量・植生水分量

土壌水分量 : ±8%
植生水分量 : ±1 kg/m2

0 - 100 %0 - 2 kg/m2
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