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砂層型メタンハイドレートフォーラム 2021

環境ベースラインデータへの人工衛星データの活用
MH21-S研究開発コンソーシアム（MH21-S）

環境影響評価チーム（JOGMEC） 平岡
2021年12月1日（水）礼鳥2

環境影響を評価するための取り組み
基本的な考え方・環境との調和のとれた開発を目指し、研究の段階で、商業生産時に想定される環境影響を的確に把握するための技術や知見の整備を進める。

BSR分布図(2009年)
出典：MH21-Sホームページ
https://www.mh21japan.gr.jp/searc
h.html3

自然環境のベースラインデータとは光合成生態系

光

植物
プランクトン

動物
プランクトン

魚類等

区分
物理環境

有機物等
微生物食物連鎖網

有機物の沈降（マリンスノーなど）

動物プランクトンの鉛直移動

化学環境

情報項目
流向、流速

水塊構造

水温、塩分

水質

DO、栄養塩類、クロロフィルa

底質

底層生態系
有機物等

生物環境
有機物等

底生微生物

底生生物
（ベントス）

人工衛星で取得可能なデータ

流動場

海洋生物

金属類（Ba、Caなど）、粒度、有機物（TOCなど）
浮遊生物（植物プランクトン、動物プランクトン、魚類等）
底生生物（メイオベントス、マクロベントス、メガベントス）

人工衛星データを活用した環境ベースラインデータの収集状況の概要を紹介

4

どのように調べるか？
人工衛星データの活用

人工衛星AQUA（NASAにより2002年3月に打ち上げ）
・光学センサーMODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer：
中分解能撮像分光放射計）(C)JAXAJAXA HP
http://www.jaxa.jp/projects/sat/aqua/images/aqua_main_001.jpg

軽石・0.4～14μmの波長範囲を36バンドで観測
・雲、放射エネルギー束、エアロゾル、植生、地表温度、火災、噴火、海面温度、海色、積雪、気温、湿度、海氷(C)JAXA

気候変動観測衛星「しきさい」
2021年11月15日

5

なにがわかるのか？
水温海面直下1m以下の水温
生物の分布、生態、活性に大きく関連する水環境の基礎的データ(C)JAXA

・海面からの熱放射 （電磁波）を放射計で測定し、大気による減衰効果等を補正して海面水温を推定
・大気の減衰が比較的小さい約4µm（赤外）を測定

衛星水温画像https://www.eorc.jaxa.jp/earthview/2005/tp050527.html

6

海面水温の長期変化
1月

2月

3月

4月

3530

25

5月

6月

7月

8月
20159月

10月

11月

12月

105(℃)

18年間（2002－2019年）の月平均海面水温分布

7

海面水温の長期変化
30

海面水温（℃）

25
NE
SW
SE

2015

蛇行期

102002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

モデル海域における海面水温の経年変化
NESWSE
1: 非大蛇行接岸流路
2: 非大蛇行離岸流路
3: 大蛇行流路

モデル海域（第二渥美海丘周辺）

https://www.data.jma.go.jp/gmd/kaiyou/黒潮の蛇行タイプ (出典：黒潮（気象庁)) data/db/kaikyo/knowledge/kuroshio.htm

8海面水温（℃）

海面水温の季節変化
3028
蛇行期
262422NE20SW
1816SE1412
各海域における月平均海面水温（非蛇行期・蛇行期）
10海面水温（℃）

1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月11月12月
3028262422201816141210NE
SWSE

モデル海域における海面水温の経月変化（蛇行期・非蛇行期）

時期区分

最低

非蛇行期

1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月11月12月

海域区分別時期別（蛇行期・非蛇行期）の
月平均海面水温の概要 単位：℃

最高蛇行期
NESW

非蛇行期
SENE

SW

SE

16.1 16.3 16.3 14.4 17.3 17.1
3月3月2月2月2月

2月

27.4 27.7 27.7 26.4 27.3 27.3
8月

8月

8月

8月

8月

8月

9

黒潮蛇行期と非蛇行期の影響範囲
1月
蛇行期

非蛇行期

2004年～2005年、2017年～=
海面水温の差（℃）

1.5

1.0

0.50.01月の海面水温の差分図（蛇行期－非蛇行期）

1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月11月12月

蛇行期と非蛇行期の月平均海面水温の差

10

なにがわかるのか？
構造式
クロロフィルa
植物の葉緑体に含まれる光合成に関与する緑色色素
水域では植物プランクトンに含まれ、植物プランクトン濃度を示すパラメータ

・太陽を放射源とし、海面からの輝度スペクトル（0.4～0.6µm）を測定し、大気による電磁波の減衰効果等を補正して海色を推定(C)JAXA

気候変動観測衛星「しきさい」
2021年10月4日13時15分

11

クロロフィルの長期変化
101月2月3月

4月

15月

6月

7月

8月

0.1

9月

10月

11月

12月

0.01

18年間（2002－2019年）の月平均クロロフィル分布(mg/m3)12クロロフィルの長期変化
8クロロフィル（mg/m3）

765NE
SW
SE

432

蛇行期

10
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

モデル海域におけるクロロフィルの経年変化
NE

SW

SE
1: 非大蛇行接岸流路
2: 非大蛇行離岸流路
3: 大蛇行流路

モデル海域（第二渥美海丘周辺）

https://www.data.jma.go.jp/gmd/kaiyou/

黒潮の蛇行タイプ (出典：黒潮（気象庁)) data/db/kaikyo/knowledge/kuroshio.htm

13

黒潮蛇行期と非蛇行期の影響範囲
1月
非蛇行期

蛇行期
2004年～2005年、2017年～=クロロフィルの差（mg/m3）

1月のクロロフィルの差分図（蛇行期－非蛇行期）

1.00.52月 3月 4月 5月 6月 7月

0.0

1月

10月
8月 9月

12月
11月

-0.5

-1.0-1.5

蛇行期と非蛇行期の月平均クロロフィルの差14

植物プランクトンによる基礎生産量の推定
基礎生産量
海洋植物プランクトンが光合成し、海水へ溶け込んだ二酸化炭素を取り込み固定する「単位時間、単位面積あたりの炭素量」
生態系全体における生物生産の起点であり、食物連鎖など生態系を把握するために必要なデータ
海表面の水温光合成有効放射量クロロフィル濃度

深度積分型モデル（VGPM）（Kameda and Ishizaka,2005）により、海表面の水温、光合成有効放射量、クロロフィル濃度（植物プランクトン量）から基礎生産量を推定

基礎生産量

15

調査データ（クロロフィル）との比較
2020/11/4 – 11/10

2020/11/11日 – 11/17

2020/11/18 – 11/24

2020/11/25 – 12/1

Chl.a
多筒採水器（ロゼットサンプラー（RS））
製造者：General Oceanics社
機種名：Rosette Multi – Bottle Array System

ボトル容量：12 L, 搭載可能ボトル数：12本

DA1’DA4AT3

センサー類
CSTD（Sea - Bird社：SBE9plus）

DOメータ（Sea - Bird社：SBE43）
ADCP（Sea - Bird社：Workhorese ADCP, 300kHz）

CTD付多筒式採水器

水深（m）

クロロフィルの週別平均分布

衛星データによる調査期間中のクロロフィルの推移

11/11 DA1’

11/17 DA1’

11/16 DA4

各地点のクロロフィルの鉛直分布

11/16 AT3

16

まとめ
分かること
人工衛星により広範囲の環境データを入手することができる。
（海面水温、クロロフィル、海面高度）・黒潮の蛇行状態や対象海域の流れの傾向
・植物プランクトン量や基礎生産量

欠点
・気象の影響を強く受ける。
・深い水深までの垂直的なデータは得られない。
課題
実際の現地調査のデータと比較した上で、ベースラインデータとして整理する。
本資料は経済産業省の委託により実施しているメタンハイドレート研究開発事業において得られた成果に基づいております。

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ご清聴ありがとうございました。