海氷情報センター開設50年記念イベント

宇宙から見た海氷観測2019年12月11日
宇宙航空研究開発機構（JAXA）
第一宇宙技術部門 衛星利用運用センター

センター長 平林 毅

目次
 JAXA地球観測衛星の紹介
 宇宙から見た海氷 地球観測衛星を活用した海氷監視における海上保安庁との取り組み
 海氷観測事例

1

JAXAの 地球観測衛星

打上げ予定 先進レーダ衛星 EarthCARE/CPR

いぶき2号（GOSAT-2）

運用中

先進光学衛星(ALOS-3)(ALOS-4)(2020年度以降)(2020年度)(2018年度)

だいち（ALOS）

しきさい（GCOM-C）
だいち2号（ALOS-2）(2006年)(2017年度)(2014年)

みどり2（ADEOS-II）(2002)

Aqua/AMSR-E

GPM/DPR

米国衛星にセンサ搭載(2014年)(2002年)

ADEOS、ADEOS-Ⅱ

運用終了(1996年 / 2002年)

TRMM/PR
日米共同

しずく（GCOM-W）(2012年)(1997年)いぶき（GOSAT)(2009年)

ふよう1号（JERS-1）

もも1号（MOS-1/MOS-1b）(1987年 / 1990年)(1992年)2衛星データの様々な利用

3温室効果ガス観測技術衛星「いぶき」（GOSAT)シリーズ「いぶき」（2009.1.23打ち上げ)

 世界初の温室効果ガス観測専用衛星
 二酸化炭素とメタンの濃度を宇宙から観測

4いぶきの成果について
いぶき２号

 「いぶき２号」は2018年10月29日に打上げ
 その先代衛星「いぶき」は、打上げから10年以上経った現在も運用中であり、成果創出を継続中©️JAXA

いぶきデータを用いたCO2濃度分布

全球大気中のCO2 & CH4 濃度推移
PPM

2010

2011

2012

CO2：2.4ppm/年の増加
2013

2014

2015

IPCC温室効果ガス排出算定ガイドラインの改良（2019.5＠京都）
 各国の排出量報告の精度向上に衛星データを活用することが初めて記載。
 いぶきの活用例が多く記載。

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複数衛星の全球降水マップ世界の雨分布の監視
2015年10月20-24日の1時間毎のアニメーション

Champi
OlafPatricia• 複数の衛星に搭載されたマイクロ波放射計を組み合わせ、静止気象衛星の情報も加えて、「世界の雨分布」を作成・提供➢緯度経度0.1x0.1度格子、1時間毎の世界の雨データ➢「世界の雨分布速報」：全球を観測から4時間後に提供• 海上の台風や、アジアなどの地上観測網が不十分な地域での雨の監視に有効→インドネシア気象局で予報の現業で利用
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気象予報での利用「しずく」搭載のマイクロ波放射計（AMSR2）等の観測 水循環変動観測衛「しずく」（GCOM-W）
データは気象庁をはじめ、世界の気象機関で天気予報しずく（2012年打上げ）や台風の進路予測などに利用。
数値予報モデルの改善例（平成24年7月九州北部豪雨）
AMSR2なしAMSR2あり

実際の観測結果

気象モデルに「しずく」データを加えることで、降雨予測の精度が大幅に改善している
7（画像提供：気象庁）

漁業での利用「しずく（GCOM-W）」による海面水温データ等は、漁業情報サービスセンターが作成する漁海況情報に定常的に利用されており、漁船の漁場選定などに活用されている。

→漁船の燃油を16%節減

しずく（2012年打上げ）

海面水温を利用した漁場予測（漁業情報サービスセンター提供）
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農業での利用
米国における干ばつ状況の把握

しずく（2012年打上げ）[農林水産省 海外食料需給レポート2012年6月、7月より]• コーンベルトにおける受粉期の干ばつを検出（2012年6、7月）• 同年の米国のトウモロコシ輸出量は前年から40%以上減少
9森林の管理だいち2号（2014年打上げ）

25m分解能のアマゾン森林・非森林図

森林
非森林増加
減少

ⓒJAXA

2014 (だいち２号)

提供：JAXA

2010年と2014年のアマゾン森林・非森林の比較結果ⓒJAXA/METI
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2010 (だいち)2010年の「だいち」画像と2014年の「だいち2号」画像を比較すると、森林面積の変化が把握できる。伐採監視のため、観測して3，4日後に画像をブラジルに提供する。

□ 宇宙から見た海氷

11衛星、航空機、船舶による観測の違い
高度400～600km

衛星 広域を定期的に観測航空機－空撮12km©MHI

ヘリコプタ－空撮
2km©MHI

限られた範囲を観測
船舶－海上目視

０km

提供：海上保安庁

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衛星から見た海氷
海水雲
雪

海氷

海氷

雲

「だいち2号」レーダ画像
北海道「しきさい」光学画像• それぞれ特色が異なる観測センサ
で、海氷を観測• 一度に広範囲を観測可能「しずく」マイクロ波放射計（海氷密接度）

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衛星観測センサの種類と違い• 受動型センサ： 太陽からの反射光、物体が自ら発する放射光を観測• 能動型センサ： 自分で電波（など）を出してその反射波を観測
受動型センサ

受動型センサ

（反射光）

（放射光）

可視光線、近赤外線など•判読性に優れる•雲の下は観測できない、夜間は観測できない「しきさい」などの光学センサ

熱赤外線
マイクロ波など

能動型センサ

マイクロ波

昼夜、天候に左右されず観測可能「しずく」などの放射計「だいち2号」などのレーダセンサ
14「だいち２号」（ALOS-2）の概要

運用軌道

Lバンド合成開口レーダ（PALSAR-2）

種類

太陽同期準回帰軌道（14日回帰）

高度628km（赤道上）

通過時刻

12：00@赤道上（降交軌道）

打上げ

2014年5月24日

設計寿命5年（目標7年）

合成開口ﾚｰﾀﾞ周波数

Lバンド（1.2GHz帯）

観測性能

ｽﾎﾟｯﾄﾗｲﾄ

分解能：1～3m 観測幅：25km

高分解能

分解能：3/6/10m
観測幅：50/50/70km

広域観測

分解能：100/60m
観測幅：350/490km

技術実証ミッションとして小型赤外カメラ（CIRC）、船舶自動識別（AIS）信号受信機（SPAISE2）を搭載• 昼夜・天候の影響を受けず観測可能• 防災分野、海氷監視、森林管理、農業、インフラ監視などで利用
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「だいち２号」の観測原理
衛星からマイクロ波（電波）を地表面に向かって照射し、その反射波を観測

画像解釈には訓練が必要
16気候変動観測衛星GCOM-C「しきさい」
多波長光学放射計（SGLI）

観測センサ

多波長光学放射計 (SGLI)

観測チャンネル

19チャンネル（紫外域～熱赤外域）

観測軌道

太陽同期準回帰軌道
高度：約800km
降交点地方通過時：10:30

観測幅、分解能

観測幅：
分解能：

1,150km (熱赤外以外)
1,400km (熱赤外)
250m～1,000m

打上げ

2017年12月23日

設計寿命5年特徴 超広域観測1150km以上を実現、2日程度で全世界を観測
 多波長光学放射計（SGLI）により、大気、陸域、海域観測を実現➢ 気候変動に関する科学分野、生活に密着した現業分野の両面で貢献

 海外衛星に比較し4倍程度の分解能250mを実現
17水循環変動観測衛星 GCOM-W「しずく」
AMSR-2

2012年5月打上げ

観測センサ

高性能マイクロ波放射計2(AMSR2)

観測チャンネル

7チャンネル（6.9-89GHz）

観測軌道

太陽同期準回帰軌道
高度：約700km
昇交点地方通過時：13:30

観測幅、分解能

観測幅： 約1,600km
分解能： 約5km（89GHz）～約50km（6.9/7.3GHz）

打上げ

２０１２年５月

設計寿命

5年

特徴
➢ 約1600kmの観測幅を実現、2日で全世界を観測。
➢ 降水量、水蒸気量、土壌の水分量、海面水温、雪氷圏など「水に関する物理量」を雲を透過して観測➢ マイクロ波放射計としては、世界最高の空間解像度を実現➢ 先代のAMSR-Eから数えると、同一軌道で約15年の継続観測
1818

オホーツク海の流氷の観測事例（各種衛星での観測）✓ 網走地方気象台によると、2019年は1月13 日に流氷初日を観測。
✓ 1月14日の「しきさい」画像で、北海道東部への接近を観測
海上保安庁殿海氷速報

http://www1.kaiho.mlit.go.jp/KAN1/drift_ice/ice_chart/ice_calendar.html

だいち２号
ﾚｰﾀﾞ画像 1月24日

しきさい画像（1月14日）

しずく衛星による観測
12月17日

12月21日

12月25日

12月29日

1月2日1月6日

1月10日

1月14日

19

地球観測衛星を活用した海氷監視における海上保安庁との協力

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海洋情報の提供に至る流れ～JAXAの貢献～
JAXAは地球観測衛星を活用した海氷速報図作成に貢献

宇宙航空研究開発機構
衛星画像「だいち2号」 「しずく」（ALOS-2） （GCOM-W）

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海氷速報とは 船舶、航空機、陸上からの目視観測に加え、夜間・広範囲・曇天時でも観測可能な衛星画像による様々な情報をもとに、海氷分布状況や密接度を描画。

 「海氷情報センター」開設中は毎日発行（Web）

海氷速報
凡例
1-3
4-6
7-8
数字は密接度

9-10

レーダ 雲

密接度：ある水域の氷の分布状態がバラバラか、詰まっているのか、その平均の密集程度を10分位法で表したもの。

各種衛星データの海氷速報図への適用
光学衛星：判読はしやすいが、雲の下の海氷は確認できない。

レーダ：雲がかかっていても海氷を観測できるが、判読が難しい。
雲の下の氷は確認できず

航空機による海氷分布図

米国地球観測衛 Aqua/MODIS「しずく」/AMSR-2（89GHz）「しずく」/AMSR-2（海氷密接度）

雲の下も確認できる「だいち2号」の観測画像

海氷速報図
毎日発行（流氷のある期間） 23

だいち2号による海氷分布情報の提供
12：00
だいち2号観測

15：00
JAXAから提供

 通常のデータ処理では、観測後３日後にデータ提供を実施。
 海氷の観測状況については、観測３時間後にデータ17：00提供を実施。
公開

様々な情報を基に、海氷速報図を作成

平成29年度水路記念日長官感謝状贈呈式
平成29年9月8日、多年にわたり海洋に関する多くの資料を提供し、海洋情報業務に貢献したことに対し、JAXAは海上保安庁長官から感謝状を贈呈されました。

授賞式の様子集合写真

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宇宙からの海氷観測に係るその他分野での利用

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北極海の海氷面積の長期観測
海氷面積（万平方キロメートル）

北極海の海氷面積の年間最小値の年変化衛星観測が本格的に始まった1979年以降、2012年に次ぎ2番目に小さい値
昨年の年間最小面積（446万平方キロメートル）と比べて88.8％の面積。

2019/9/17
2019/9/17
AMSR2
AMSR2
海氷＋SST
海氷＋SST1980年代の9月最小時期の平均的分布

2012年9月16日
しずく/AMSR227

米国DMSP衛星を利用した氷海域船舶航行

南極観測隊航路

昭和基地に接岸できず

米国DMSP衛星搭載SSM/IによるH23年12月の海氷密接度

DMSP衛星情報：航路判断に利用できなかった28

「しずく」を利用した氷海域船舶航行「しずく」搭載高性能マイクロ波放射計2（AMSR-2）
によるH25年12月の海氷密接度

しずく情報：海氷密接度の小さい水路の見分けが可能
短期間で接岸に成功
29

「だいち2号」を用いた氷海域船舶航行「だいち２号」利用により、氷山・巨大流氷の早期確認、最適な航路選択（氷山等によるトラップ、衝突回避）を実施。

航路

南極観測船「しらせ」

南極にある世界各国の観測基地の中で、昭和基地のあるリッツォ・ホルム湾は非常に氷況が厳しいことで知られている。

昭和基地
国立極地研究所
昭和基地沖と南極観測船「しらせ」の位置（2014年11月27日観測、だいち2号（ALOS－2））

提供

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北極海海氷の夏季の海氷分布予報
国立極地研究所と東京大学山口研究室では、北極域を航行する船舶のルート判断に利用するため、「しずく」の観測データ等から夏季の海氷面積の予測値や移動解析や予測を行なっています。

東京大学山口研究室
http://www.1.k.u-tokyo.ac.jp/YKWP/2015arctic.html（画像提供：国立極地研究所）

予測技術の国際比較においても上位の成績を出している。

[国立極地研究所プレスリリース］ 2015年夏季の「北極海海氷分布予報」が高精度で的中～実測値との差2%での海氷面積予測に成功（2015年10月14日）
昨今急速にニーズが増した北極海航路での航行利用に産業界からも大きな期待が寄せられている。

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ご静聴ありがとうございました。

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