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データの見方

地球観測とは

人工衛星や航空機など遠く離れた所から、対象物に触れずに観測を行う技術をリモートセンシングと言います。
衛星や航空機などに搭載されたセンサ(観測機器)を用いて、観測を行う対象物が反射・放射する電磁波の特性を利用し、対象物の大きさ、形状及びその性質を知ることができます。

衛星一覧

センサの違いで見る(可視光・赤外・電波)

地上のあらゆる物質は、電磁波を受けると物質の性質に応じて波長帯に固有の反射の強さを示し、熱を帯びると固有の放射の強さを示します。
下の図は、植物、土、水の反射・放射の強さを波長帯毎に表しています。横軸は電磁波の波長を表し、左側に行くほど波長は短く、右側に行くほど波長は長くなります。波長の長さに応じて、紫外線、可視光線、赤外線、電波となっています。10nm~380nmは紫外線、380nm~780nmは可視光線、780nm~0.1mmは赤外線(780nm~1000nmを近赤外線)、0.1mm以上は電波です。
地球観測衛星に搭載しているセンサは、各波長帯における反射の強さや放射の強さを捉えることができます。地上から反射・放射した電磁波をセンサで感知することで、地球上の様々な現象を捉えることができます。

センサの違いで見る

御嶽山を色々な波長で見る

2014年9月27日11時52分、長野県と岐阜県にまたがる御嶽山が噴火しました。
JAXAでは地球観測衛星に搭載している様々なセンサを用いて噴火の様子を観測しました。

①光学画像

定期的な観測で、噴煙の時間変化がわかる

JAXAで受信・解析している米国のAqua、Terra搭載のMODISによる噴煙の様子です。赤丸で囲った箇所が噴煙です。噴煙の長さや、噴煙の流れる方向が日毎に変化していることを捉えています。

定期的な観測で、噴煙の時間変化がわかる

②赤外画像

赤外カメラで、火口周辺の温度分布が分かる

ALOS-2搭載の地球観測用小型赤外カメラCIRCによる御嶽山山頂付近の観測画像です。左は噴火後の2014年10月1日12時10分頃、右は噴火前の2014年7月28日23時10分頃にそれぞれ撮影したものです。画像の色は、白、黄、赤、青、黒の順番で温度(輝度)が高いことを示しており、青や黒の領域は雲を示しています。噴火前に比べ、噴火後には火口付近に高温の領域ができていることが分かります。この領域は周辺の地表面に比べても10~20℃程度温度が高いと推測されます。

ALOS-2/CIRCが撮影した御嶽山山頂付近の画像

ALOS-2/CIRCが撮影した御嶽山山頂付近の画像。
左は噴火後(2014年10月1日12時10分頃)、右は噴火前(2014年7月28日23時10分頃)

③電波画像

雲や噴煙を透過し、地表面の様子が見える

ALOS-2搭載のLバンド合成開口レーダ(PALSAR-2)による御嶽山山頂付近の観測画像です。左は噴火後の2014年9月29日、右は噴火前の2014年8月18日にそれぞれ観測したSAR画像です。光学センサは、人間の目に見える光(可視光)で観測を行うのに対し、SARは衛星に搭載しているレーダから電波を送受信して観測を行います。
そのため、光学画像では雲や噴煙によって地表面の様子が見えないのに対し、SAR画像では雲や噴煙を透過して火口の様子を見ることができます。噴火後の画像では、噴火前にはなかった、長さ210m、幅70mほどの窪みができている様子を捉えました。これは、この噴火で新たに形成された噴出口(火孔)と思われます。

ALOS-2/PALSAR-2による御嶽山山頂付近の観測画像

ALOS-2/PALSAR-2による御嶽山山頂付近の観測画像。
左は噴火後(2014年9月29日)、右は噴火前(2014年8月18日)

地表面の様子を立体的に見ることができる

ALOS搭載のPRISMのデータから作成した地形データに、ALOS-2搭載のPALSAR-2で2014年9月29日に観測した画像を重ね合わせた御嶽山山頂付近の鳥瞰図です。
上は噴火前の2014年8月18日、下は噴火後2014年9月28日の観測画像です。黄色で囲んだ箇所に、噴火でできたと思われる窪みが確認できます。
このように、鳥瞰図を用いることで地表面の変化の様子を立体的に捉えることができます。

御嶽山山頂付近の鳥瞰図

御嶽山山頂付近の鳥瞰図。
左は噴火前(2014年8月18日)、右は噴火後(2014年9月28日)

地盤の変動の様子が分かる

ALOS-2搭載のPALSAR-2で、噴火後の2014年9月29日と噴火前の2014年8月18日に観測したSAR画像から得られた、御嶽山付近の地殻変動図です。同じ場所を観測した2つのSAR画像を干渉させることで、高度や地表面の変動情報を得ることができます。虹色の縞は、衛星と地表間の距離変化を表しています。青→緑→黄→赤→青の1周期の色の変化は、11.8cm分地面が衛星に近づいていることを表しています。変化のない箇所は黄緑色で示しています。なお、色の変化は全てが地形の変化というわけではなく、大気による遅延等の誤差も含まれています。
地獄谷内で剣ヶ峰から南西方向900mの地点を中心に緑円内が東西700m×南北350mに渡り黄色~赤色に変化しています。ここで衛星に近づく変化があったものと思われます(最大9cm)。これが地面の隆起によるのか、西側への地滑りなのかは今後の検討が待たれます。

ALOS-2/PALSAR-2による御嶽山付近の地殻変動図

ALOS-2/PALSAR-2による御嶽山付近の地殻変動図。

本文ここまで。
画像:人工衛星の情報を掲載 サテライトナビゲーター
画像:ロケットの情報を掲載 ロケットナビゲーター
画像:宇宙から見た地球を紹介 地球観測研究センター
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