AMSRのことを知る
高性能マイクロ波放射計 AMSRシリーズ
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  • マイクロ波リモートセンシング
  • 物理量の推定方法
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AMSRとは

AMSR-E

AMSR-Eの外観

Advanced Microwave Scanning Radiometer の頭文字をとって、AMSR、アムサーと呼びます。 日本語の名称は、「高性能マイクロ波放射計」です。 AMSRは、地表面や大気などの自然界から放射される微弱なマイクロ波を測定します。

日本におけるマイクロ波放射計の開発は、1970年代に始まりました。 最初のマイクロ波放射計は、Microwave Scanning Radiometer (MSR)です。 1987年2月に海洋観測衛星(もも1号)に搭載されて打ち上げられました。 もも1号は、日本付近のデータを取得してセンサの機能を確認した後、1995年11月に運用を停止しました。 1990年2月には、もも1号と同等の性能を持つ後継機の「もも1号b」も打ち上げられました。

その後、2002年に、2つの高性能マイクロ波放射計(Advanced MSR;AMSR)を開発しました。 1つはNASAの衛星Aqua(打上げ2002年5月)に搭載されたAMSR-E、 もう1つはJAXAの衛星ADEOS-II(打上げ2002年12月)に搭載されたAMSRです。 写真はAMSR-Eの外観を試験現場にて写したものです。

現在、GCOM-Wに搭載した高性能マイクロ波放射計2 (AMSR2)が運用中です。 2023年度には、AMSR3も打ち上げの予定です。

運用中もしくは開発中の衛星

  • 温室効果ガス・水循環観測技術衛星
    温室効果ガス・水循環観測技術衛星

    GOSAT-GW / AMSR3

    温室効果ガス観測ミッション(環境省と国立環境研究所が担当)と水循環変動観測ミッション(JAXAが担当)を担う地球観測衛星です。

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  • 水循環観測衛星 しずく
    水循環観測衛星 しずく

    GCOM-W / AMSR2

    AMSR-Eを引き継ぎ、直径2mの世界最大クラスのアンテナを採用、電波干渉対策として7.3GHzを追加しました。

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運用を終了した衛星
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運用を終了した衛星

  • 地球観測衛星 Aqua
    地球観測衛星 Aqua

    Aqua / AMSR-E

    Aquaは、地球環境システム(大気、雲、雪氷、水、植生等)のメカニズムの解明を目的として、NASAによって開発された地球観測衛星です。

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  • 環境観測技術衛星 みどりII
    環境観測技術衛星 みどりII

    ADEOS-II / AMSR

    「みどりII」は、世界各地での異常気象、南極のオゾンホールなど、地球規模での環境変化の実態把握の観測を目的としています。

    詳しくはこちら
  • 水循環観測衛星 しずく
    海洋観測衛星 もも1号/もも1号b

    MOS-1/MSR, MOS-1b/MSR

    地球資源の有効利用や環境保全などの必要から、日本の自主技術による初めての地球観測衛星として開発されました。

    詳しくはこちら
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  • 3分でわかるAMSR

3分でわかるAMSR

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  • AMSRの利用事例

AMSRの利用事例

  • 気象庁での利用
    気象・環境

    気象庁での利用

    詳しくはこちら
  • 気象・環境
    気象・環境

    米国海洋大気庁(NOAA)での利用

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  • 農林・水産
    農林・水産

    農林水産省 農業気象衛星モニタリング(JASMAI)

    漁業情報サービスセンター(JAFIC) エビスくん

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  • AMSRを楽しむ

AMSRを楽しむ

ペーパークラフトをつくろう

各パーツ・シートや組立説明書をダウンロードして、パーツを組み立てると衛星やボール型地球儀が作れます。

  • EOS Aqua 1/50 Scale Model
    EOS Aqua 1/50 Scale Model

    地球観測衛星 Aqua

    組立説明書(PDF: 464KB)
    衛星本体 (PDF: 8215KB)
    ディスプレイ用スタンド (PDF: 3332KB)
  • サッカーボール型地球儀ペーパークラフト
    サッカーボール型地球儀

    AMSR-Eの画像によるサッカーボール型地球儀です

    (PDF: 1.3MB)
  • サッカーボール型地球儀ペーパークラフト
    サッカーボール型地球儀

    全球の海面水温が色分けされています

    (PDF: 896KB)
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  • マイクロ波リモートセンシング

マイクロ波リモートセンシング

概要

大気中の雲・水蒸気や雨、海水・海氷、河川、土壌・植生・積雪など、水は様々な形や状態で自然界に存在し、エネルギーの交換を伴いながら循環しています。 そのような水循環の主役である水分子H2Oは、マイクロ波帯で特異な性質を持っており、状態や形状、温度に応じて微弱なマイクロ波を放射します。 AMSRは、そのような自然界から放射される微弱なマイクロ波のシグナルを計測します。

詳しくはこちら
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マイクロ波の放射伝達

地表面から放射されたマイクロ波は、大気を通過する過程で、雨や雲、水蒸気などにより吸収されたり、散乱されたりして減衰します。 それと同時に、雨や雲、水蒸気からもマイクロ波が放射されます。 また、他の方向から伝わってきたマイクロ波が雨粒や雲粒によってAMSRの方向に散乱されるマイクロ波もわずかにあります。 そのようにマイクロ波が伝搬していく過程は放射伝達と呼ばれています。

マイクロ波の放射伝達

周波数特性

マイクロ波の放射伝達において、大気のシグナルが卓越するか、地表面のシグナルが卓越するかは、周波数帯によって異なります。 概ね、低い周波帯では地表面のシグナルが卓越し、高い周波帯では大気のシグナルが卓越します。 AMSRは、6GHzの低周波帯から89GHzの高周波帯までバンドがあり、各バンドで水平偏波と垂直偏波の2つのチャンネルを持っています。 AMSRの多周波・多偏波の観測データから、雨や水蒸気、海面水温・海上風速、海氷、土壌水分や積雪などの水にかかわる様々な気象・水文量を推定することができます。

マイクロ波の放射伝達
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  • 世界のマイクロ波放射計

世界のマイクロ波放射計

マイクロ波放射計は、世界各国の気象・衛星機関から打ち上げられています。

マイクロ波放射計のフットプリントのサイズと観測幅は、アンテナの大きさなどの仕様や、衛星の高度によって決まります。 下図は、観測幅(横軸)と36GHz帯のフットプリント(縦軸)の空間上に、各国のマイクロ波放射計をプロットしたグラフです。 グラフの右上になるほど、分解能と高頻度・広域観測性能が両立した高性能のセンサであることを示しています。

世界のマイクロ波放射計
WindSat

米国 DoD

MADRAS

インド ISRO, フランス

SSM/I

米国 DoD

GMI

米国 NASA

SSMIS

米国 DoD

MWRI

中国 CMA

MWRI(HY2)

中国 NSOAS

AMSR2

日本 JAXA

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  • 物理量の推定方法

物理量の推定方法

AMSR Data Catalog

観測された輝度温度から、物理量を推定する手法のことをアルゴリズムと呼びます。 プロダクト生成のための物理量算定アルゴリズムは、サイエンスチームとの協力によりアルゴリズム比較評価プロセスを通じて選定を行いました。 打上げ後も、継続して、アルゴリズムの評価と改良を進めます。

アルゴリズム詳細につきましては、AMSRデータカタログの各プロダクトの「プロダクト概要」をご参照ください。
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  • プロダクトの校正・検証

プロダクトの校正・検証

継続的な校正・検証を通じて、プロダクト精度の向上や品質情報の改善に努めています。

校正

広義の意味での校正は、打上げ前の設計と性能確認・校正試験から、打上げ後の軌道上校正精度確認とトレンド監視を含みます。 軌道上では、AMSR2が取得する校正データ、各種補助データ、深宇宙校正データ等を用いた評価解析、ならびにAMSR-E等の類似センサとの相互校正を行います。 長期的なデータ品質を確認するために、これらの校正データやセンサ特性の経時変化の監視を行います。

検証

検証は物理量プロダクトの精度評価を目的とするもので、地上観測等によって得られる実測値とAMSR2算定値との比較により行います。 世界の気象・海洋観測機関や研究プロジェクト等との連携により、世界各地で定常的に取得される各種実測データの提供を受け有効に活用するとともに、特定の物理量については観測実験を実施し検証データを収集します。

校正・検証 結果

GCOM-W Validation Web
AMSR Data Catalog
校正・検証結果につきましては、AMSRデータカタログの各プロダクトの説明をご参照ください。
校正・検証リアルタイムモニターをGCOM-W Validation Webに掲載しています。
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  • 参考資料

参考資料

図書

気候変動の解明に向けて --- AMSR/AMSR-Eによる水惑星観測 ---

AMSR2 データ利用講習会資料 (2013年2月開催)

本資料は、2013年2月1日に開催したデータ利用講習会の資料です。 陸域・大気海洋・雪氷圏の専門家の先生方によるAMSR2の研究利用に関する講演資料や、FortranやC言語のよるデータの取り扱いに関する説明になります。
アジェンダ
日本語 58KB
GCOM-W1/AMSR2の概要 (JAXA/EORC)
日本語 9.2MB
データ利用例その1: 陸域水循環 (小池俊雄 東京大学教授)
日本語 8.0MB
データ利用例その2: 大気海洋相互作用 (江淵直人 北海道大学教授)
日本語 2.3MB
データ利用例その3: 海氷観測 (長幸平 東海大学教授)
日本語 3.6MB
データ提供システムの利用方法 (JAXA/GCOM)
日本語 507KB
データの読み方その1: フォーマット、プロダクト等の説明 (JAXA/EORC)
日本語 1.9MB
データの読み方その2: AMTK(AMSR2 I/O Toolkit)利用編 (RESTEC)
日本語 434KB
データの読み方その3: HDF5ライブラリ利用編 (JAXA/EORC)
日本語 618KB
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論文リスト

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サイエンスプラン

衛星による水循環観測グランドプラン

本文
1.7MB
要約
220KB
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  • 関連プロジェクト

関連プロジェクト

  • 気候変動観測衛星 しきさい
    気候変動観測衛星 しきさい

    GCOM-C

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  • 全球降水観測
    全球降水観測

    GPM

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  • 衛星全球降水マップ
    衛星全球降水マップ

    GSMaP

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