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Accumu Vol.2

衛星による地球モニターシステム

東京大学教授 高木 幹雄

地球環境のグローバルな監視海洋大気などに見られる地球規模の現象の理解と予測地球資源の管理などには衛星による地球観測は不可欠である衛星を用いた地球環境に関する学術的研究の例として文部省科学研究費で進めている重点領域研究「衛星による地球環境の解明」について紹介する

まえがき

最近地球環境問題が大きくとり上げられ熱帯林の乱伐土壌浸食砂漠化大気中の炭酸ガスの増加による温室効果酸性雨オゾンホールエルニーニョ現象による異常気象などなど新聞紙上を賑わしている人間活動は大気土壌海洋が複雑に関連し合う地球システムに重大な影響を及ぼしているグローバルな視点から地球環境を科学的に観察し理解しさらに予測する研究は米国では地球システム科学の名の下に進められている地球システム科学においては長期にわたる地球のグローバルな継続的観測グローバルな地球環境に関する情報システムの確立地球の諸現象を予測する数値モデルの開発が不可欠である

長期にわたる地球のグローバルな継続的観測の面で宇宙からのリモートセンシングは1960年に打ち上げられた気象衛星TIROS72年に打ち上げられた地球資源技術衛星ERTS以来地球環境に関して貴重な情報を提供してきたが90年代に宇宙基地が実現すると一段とグローバルな地球環境の観測が進められるこれらの展望については2.1で解説され植生の監視については2.2で紹介されるのでここでは衛星を用いた地球環境に関する学術的研究の例として文部省の科学研究費で進めている重点領域研究「衛星による地球環境の解明」について紹介したい

重点領域研究「衛星による地球環境の解明」

筆者は昭和60年度から3年間特定研究「宇宙からのリモートセンシングデータの高次利用に関する研究」を組織しマイクロ波情報処理海洋大気陸域の研究者が集まって基礎研究から利用に至る研究が行われたこの研究を通じて衛星による地球環境観測の重要性が認識され90年代を目指して国際的に衛星観測が活発となるのに対応して学術的研究を推進するために大学で行うべき研究の方向を議論しグローバルな地球環境の観測情報システムおよび現象予測であるとの結論に達し重点領域研究「衛星による地球環境の解明」を申請し平成元年度より3年間の計画として発足した

この研究は宇宙からの地球観測情報を基に種々の地球環境の観測技術を確立しそれらの変動の機構を解明するための基礎的研究を目指している地球環境のグローバルな監視海洋大気の変動など地球規模の現象の理解とそれらの予測地球資源の管理などは今日世界的レベルで関心が持たれている地球の諸現象は気圏水圏地圏の広い範囲にわたって生じており現象把握には広範囲の情報を短時間に収集し同地域を繰り返し観測できる衛星による地球観測は不可欠であるがわが国では学術的に取り組む姿勢が十分とはいえない従来衛星による地球科学研究の推進や地球環境の把握の面で大学の研究者が本格的に取り組める体制がなかったがこの研究はそのような体制作りのための出発点を目指しているまた現時点で重点的にこの課題に取り組まなければ90年代に向けてわが国は世界の中で地球環境計測において欧米に比べて著しく遅れを取ることになる

この研究ではハードウェアとソフトウェアの両面から理学工学分野の緊密な強力の下に整合性のあるかつ特色のある効果的な研究を推進しようとしている特定研究「宇宙からのリモートセンシングデータの高次利用に関する研究」によって理学系研究者と工学系研究者との間の密接な協力関係が培われ理工系が一体となった学術的水準の高い研究を行う素地ができた研究の特徴は新しい視点の学術的研究とそれを支援する共通基盤技術の研究を目指している点にある

図1 人間活動を取り巻く地球環境

人間活動を取り巻く地球環境は図1のように表せるその中で従来行われていない境界領域の問題基本的な問題をとり上げている新しい視点として独立した学問体系(気圏水圏地圏生物圏)を結合させた衛星からの観測により初めて可能となる新しい研究を目指している例えば気圏と水圏の境界領域(大気海洋相互作用系のリモートセンシング)気圏と地圏の境界領域(蒸発散降雨相互作用系のリモートセンシング)水圏と地圏の境界領域(水循環土壌水分のリモートセンシング)などをとり上げグローバルな見地から衛星データの高次利用技術や手法開発を行う

共通基盤技術として観測の面では今後の地球観測で気圏水圏地圏のいずれにも重要な役割を果たすと期待されているがわが国では十分な基盤研究の行われていないマイクロ波リモートセンシングをとり上げ情報処理の面では人工知能型画像処理新しい情報システムなどの先端的高度情報処理技術の開発を行う

以上のような考え方で研究領域として次の主要研究項目を選定している

Aマイクロ波による地球環境計測のための基礎的研究

B衛星による地球生物環境の変動解明――気圏地圏との相互作用

C陸域における水循環過程の解明

D大気海洋相互作用系のリモートセンシング

E地球観測情報の高次処理に関する研究

図2 重点領域研究「衛星による地球環境の解明」の研究領域

その相互の関係は図2のごとくであり連携して全体計画を組み立てている

この研究により衛星データを利用して複雑に相互作用している境界領域の諸現象の機構の解明(大気海洋相互作用水循環における蒸発散降雨土壌水分流出入相互作用など)広域および長期の変化と追跡(森林破壊と土壌流出海流変化砂漠化エルニーニョ現象正規化植生指様の追跡)地球環境の評価および予測(土地の生産性の評価)マイクロ波リモートセンシング技術の基礎の確立地球環境情報の高度な情報処理技術の開発などが可能となる

主要研究項目の計画研究に35件の公募研究を加え平成元年度は表1の研究班の構成となっている全ての班が必ずしもグローバルな問題を扱っているわけではないが衛星を利用した地球環境の研究においてどのようなテーマに取り組んでいるかがおわかりいただけることと思うまた横の連絡を良くするためにワーキンググループを設け活発に活動を行っている

(応用物理 第59巻 第4号(1990)より転載)

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高木 幹雄
Mikio Takagi
  • 工学博士
  • 東京大学生産技術研究所第3部教授
  • 現在機能エレクトロニクス研究センター長
  • 画像処理等の研究開発に従事する

上記の肩書経歴等はアキューム2号発刊当時のものです