NGUYEN VAN THAO

地上観測土壌水分における温度効果のAMSR 土壌水分への影響

陸 旻皎

　陸域表面の水文量は大気との相互作用を通して,気候の季節変化や年々変動に深く関与している．とりわけ土壌水分量の変化 は地表面の熱収支 を変化 させる働きがあるため,長 期的な気候変動を考える上で重要な水文量の一つと考えられている．従って,土壌水分の把握は,気候変動 を理解 し,モデル化して,予測する上で重要なことである. 　
　陸面水文量のグローバルな情報収集のために,衛星を用いたマイクロ波リモートセンシングによる観測手法が利用され始めている，これはマイクロ波が大気の影響を受けずに,昼夜関係なく定期的かつ広範囲に観測できる． 受動型マイクロ波センサーを地球観測衛星に搭載し，現在，土壌水分観測・データ公開を行っているのはJAXA のAMSR2（高性能マイクロ波放射計 2 ）搭載の水循環変動衛星．AMSR2はその前の AMSR-E（2002年 5 月 4 日打ち上げ）と同様の仕様の後継センサーである．これらのセンサーは，土壌の含水率（SWC）を推測できるように，土壌の誘電率（e）を測定します．
　現在，土壌水分センサーに使用される主な手法は，時間領域反射（TDR）と周波数領域反射（FDR）または静電容量に分類できます．これらの中で，TDRセンサーは最も高価ですが，土壌特性と温度の変動に対する感度が低いため，現場条件下で最も正確です．
対照的に，TDR以外のセンサーは，土壌の特性と温度に対する感度が高いために批判されることが多く，特に温度感度が高いFDRセンサーが批判されます．精度は劣りますが，TDR以外のセンサーは，低コスト，使いやすさ，低消費電力のため，土壌水分観測ネットワークで長期間監視するために広く使用されています．
　ISMN（International Soil Moisture Network）で利用可能な土壌水分データセットの温度補正方法の必要となっています．これらのデータセットのほとんどは，温度に敏感なTDR以外のセンサーで測定されたためです．重要であると考えられていますが，ISMNの自動品質管理システムには，温度の不正確さを排除するための基準はありません．これはおそらく，既存の温度調整アルゴリズムを適用する能力の制限によるものです．
過去の研究では，非TDRだけでなくTDRセンサー測定にも温度変動に関連する重大な誤差があることがわかりました．しかし，誘電体センサーに適切な，または効果的としても温度補正方法がまだないことが観察できます．
　最近の研究には，誘電性土壌水分センサーの自動化された一般的な温度補正法（R.G.C. Jeewantinie Kapilaratne a，Minjiao Lu）では，湿度ベースと温度を較正するアルゴリズムを開発しました．ただし，この方法の精度はまだ効果的ではないと観察できます．より効率的なアルゴリズムを構築するには，さらなる研究が必要です．
　この研究では，誘電体センサーの一般的な温度補正方法を再検討することにより，既存の方法で説明された制限を克服する方法を検証します．これにより，現場の土壌水分を較正する，より効率的かつ効果的な新しい方法の開発をサポートします．この調査では，温度が衛星データ（AMSR-2）に及ぼす影響と，地上データと比較した精度も示しています．
　さらに，現在，AMSR-2およびAMSR-EデータはNASAとJAXAの両方から提供されています．ただし，異なるアルゴリズムを使用するため，データの精度も大きく異なります． JAXAからのデータはより正確であると評価され，この問題もこの研究で検証されます．