リモートセンシングデータの利用

2次加工データの例:

Nimbus 7 ERB MATRIXデータ

地球規模の研究では、衛星観測の画像をそのまま見るよりも、 多数の画像(あるいは画像型でない観測値)について、 地球上の位置との対応付けと統計処理を含む編集がおこなわれた データを使うことが多い。ここで紹介するのはその一例である。

ERBはEarth Radiation Budgetで、地球の放射収支という意味である。 このセンサーは、地球による太陽放射の反射と、地球が射出する熱放射を、 定量的にとらえることを目的としたものである。 AVHRRやLandsatのTMなどと違って、波長帯を限らずに、全波長を合計した 放射エネルギーを観測しようとしている。

Nimbus 7はアメリカ合衆国のNASAの実験衛星で、1978年の秋に打ち上げら れた太陽同期の極軌道衛星である。 これにのせられたERBのセンサーは、WFOV(広い視野)とNFOV(狭い視野)の2通りが ある。WFOVは衛星から見える地球全体を視野に入れようとしたもので、 NFOVは地球を走査して見ることにより放射収支の地理的分布を見ようとしたもの である。NFOV観測は1980年6月に故障で止まってしまった。WFOV観測は1987年夏まで 続けられた。

類似の観測は、「ERBE」として、専用の衛星ERBSおよびNOAA 9、10号の あわせて3つの衛星で、1984年ごろから1999年ごろまで (NFOVに限れば1985年2月から1989年5月まで)継続されている。

Nimbus 7 ERBの観測データはいくつかの形で整理されているが、そのうち わたしが使っているのはMATRIXデータセットというものである。これは、 一種の地球上を緯度経度グリッドで区切り、それぞれの箱に含まれる観測値を 集計したものである。ただし、箱が代表する面積をほぼ一定にするため、 経度幅を緯度帯ごとに変えている。(このため、画像データとしての扱いは少し めんどうである。) 毎日の集計値もある(ただし欠測も多い)が、 ここでは、NFOV観測による1978年11月から1980年6月までの月ごとの集計値を 用意した。 データは、やや複雑なバイナリ形式でテープに収録されていたが、 ここでは、数字として読めるテキストファイルに加工しておいた(未収録)。 各月について、見出しのあと、2070個の「箱」の数値が順にならんでいる。

• textdata/netnfov.mon: 正味放射 (W / m²)
• textdata/olrnfov.mon: 地球放射 (W / m²)
• textdata/albnfov.mon: 太陽放射の反射率(反射放射の観測値/入射放射の理論値)
• textdata/wglola: それぞれの箱の範囲の経度・緯度の表
• mapgks/wgtile.f: GKSによる色分け表示プログラム
  原理は グラフィックスの教材「GKSによるデータの可視化」の中の 「等値線による塗り分け」の tilemain.f, tile.fと同様、 ただしグリッドの形が違うので作りなおしてある。
  実行時に標準入力から読ませる内容は次の通り。
  • ファイル名
  • 欠損のところに入れてある値(NET, OLRでは-9000、ALBでは-90)
  • 塗りわけ対象の最小値と間隔(空白で区切って)
  NFOVデータのある全部の月について続けて作図するようになっているが、 もちろんプログラムを修正すれば選択して作図するようにもできる。
• landsea/lsmatrix: 各「箱」の海陸の区分を入れたファイル。増田作成。1..7がそれぞれの大陸、A..Dがそれぞれの大洋である。 海か陸かの区別は久保田・今井(1987)に合わせている。
• landsea/legend.txt: 海陸の区分の凡例。
• landsea/ylands.f: lsmatrixを読むためのサブルーチン。
• landsea/ylandsma.f: ylands.fを使うメインプログラム例。
• landsea/ylandsma.out: 各「箱」の通し番号、経度範囲、緯度範囲、海陸の区分番号の表。
• landsea/0content.txt: landseaディレクトリの各ファイルの簡単な説明。

1980年1月の正味放射

このデータにかんする、やや専門的な文献リスト

• 会田 勝, 1982: 大気と放射過程。東京堂出版。
• Hartmann, D.L., Ramanathan, V., Berroir, A. and Hunt, G.E., 1986: Earth radiation budget data and climate research. Rev. Geophys., 24, 439 -- 468.
• Jacobowitz, H., Suole, H.V., Kyle, H.L., House, F.B. and the Nimbus 7 ERB Experiment Team, 1984a: The Earth Radiation Budget (ERB) experiment: an overview. J. Geophys. Res., 89, 5021 -- 5038.
• Jacobowitz, H., Tighe, R.J. and the Nimbus 7 ERB Experiment Team, 1984b: The earth radiation budget derived from the Nimbus 7 ERB experiment. J. Geophys. Res., 89, 4997 -- 5010.
• Kandel, R.S., 1990: Satellite observation of the earth radiation budget and clouds. Space Science Reviews, 52, 1 -- 32.
• Kidder, S.Q. and Vonder Haar, T.H., 1995: Satellite Meteorology. Academic Press, 466 pp. (Chapter 10 Earth Radiation Budget pp. 363 -- 401)
• 久保田 効, 今井博子, 1986a: 地球放射収支の海陸差について。 気象衛星センター技術報告, 13, 1 -- 31.
• Kubota, I. and Imai, H., 1986b: Land-sea contrast in the earth radiation budget. J. Meteorol. Soc. Japan, 64, 871 -- 879.
• Kubota, I., 1989: Land-sea difference of the earth radiation budget. Geophysical Magazine (Japan Meteorological Agency), 43, 19 -- 43.
• Kyle, H.L., Vasanth, K.L. and the Nimbus 7 ERB Experiment Team, 1986: Some characteristic differences in the earth's radiation budgets over land and ocean derived from the Nimbus-7 ERB experiment. J. Appl. Meteorol., 25, 958 -- 980.
• Kyle, H.L., Hickey, J.R., Ardanuy, P.E., Jacobowitz, H., Arking, A., Campbell, G.G., House, F.B., Maschhoff, R., Smith, G.L., Stowe, L.L. and Vonder Haar, T., 1993: The Nimbus Earth Radiation Budget (ERB) Experiment: 1975 to 1992. Bull. Amer. Meteorol. Soc., 74, 815 -- 831.
• Masuda, K., 1988: Meridional heat transport by the atmosphere and the ocean: analysis of FGGE data. Tellus, 40A, 285 -- 302.
• Ray, S.N. and Vasanth, K.L., 1984: Nimbus 7 Earth Radiation Budget (ERB) MATRIX User's Guide, Volume II: Tape specifications. NASA Contractor Report CR 170620.
• Tighe, R.J. and Shen, M.Y.H., 1984: Nimbus 7 Earth Radiation Budget (ERB) MATRIX User's Guide, Volume I: Experiment description and quality control report for year 1. NASA Contractor Report CR 170619.

[リモートセンシングの解説本文へ]

[地理情報学の教材目次へ]