ADEOS-II ミッションと海洋学 海洋気象学 (ADEOS-II Mission and Oceanography/Marine Meteorology)
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1 ADEOS-II ミッションと海洋学 海洋気象学 (ADEOS-II Mission and Oceanography/Marine Meteorology) 川村宏 ( 東北大学大気海洋変動観測研究センター教授 ) Hiroshi Kawamura (Tohoku University, Center for Atmospheric and Oceanic Studies, Professor)
2 ADEOS-II ADEOS-II の3 海洋関連センサーによる同時観測 for Ocean Science Three Ocean Sensors On One Platform!! Scattrometer SeaWinds Microwave Radiometer AMSR Advanced Microwave Scanning Radiometer Visible-Infrared Radiometer GLI Global Imager
3 GLIの代表的海洋プロダクト Global Ocean Products Global Daily Solar Radiation Global Chl-a Concentration Global SST
4 GLI の海洋プロダクトによる沿岸域観測 GLI ocean products for the global coastal seas The West coast of North America PAR: Photosynthetically active radiation SST: Sea surface temperature GLI band radiance Aerosol optical thickness Chlorophyll-a concentration Ocean primary productivity
5 Validation GLI of ADEOS-2 の海色プロダクトの検証 GLI ocean color (1) products using in-situ Observations By Murakami and 22 authors - In situ observations collected for the GLI Cal/Val - International cooperation with scientists and institutions
6 Validation GLI of の海色プロダクトの検証 ADEOS-2 GLI ocean color (2) products using in-situ Observations By Murakami and 22 authors Chl-a nlw443 - GLI ocean products (normalized water leaving radiances and ocean parameters (e.g., Chlorophyll-a concentration) are well characterized in the global oceans
7 Activities GLI 海色アルゴリズム開発とその検証のための活動 for GLI Ocean Color algorithm development and product validation Optimal Primary Production Model and Parameterization in the Eastern East China Sea By Siswanto, Ishizaka and Yokouchi Atmospheric correction scheme for GLI with absorptive aerosol correction By Toratani, Fukushima, Murakami and Tanaka Verification of Vertically Generalized Production Model and Estimation of Primary Production in the Sagami Bay, Japan By Ishizaka et al.
8 Developing 東アジア海域のニューラル ネットワーク an In-water Algorithm for GLI Using Neural Network Technique with Optical Model Based GLI 水中アルゴリズム on Optical Properties in East China Sea, Ariake Sound and Isahaya Bay By Tanaka et al. - Neural Network Based in water algorithm development - NN trained by the intensive in situ observations Chl-a CDOM SS
9 GLI products on 10 August 2003 GLI プロダクト 2003 年 8 月 10 日 nlw nm CHLA SS CDOM SST
10 Estimating GLIによる全球の光合成有効放射推定 Photosynthetically Available Radiation at the Ocean Surface from ADEOS-II Global Imager Data by Frouin and Murakami GLI SeaWiFS
11 Activities GLI for の海面水温プロダクトの検証 GLI SST algorithm development and validation Sea surface temperature observation by Global Imager (GLI)/ADEOS-II -Algorithm and accuracy of the product By Sakaida et al. Validation of GLI and Other Satellite-Derived Sea Surface Temperatures Using Data from the Rottnest Island Ferry, Western Australia By Barton and Pearce
12 Sea surface temperature observation by Global GLIの海面水温プロダクトの検証結果 Imager (GLI)/ADEOS-II - Algorithm and accuracy of the product By Sakaida et al.
13 GLI Chl-a and SST time series; Equatorial Pacific GLI のクロロフィル 海面水温画像の時系列 : 太平洋赤道域
14 Difference characteristics of sea surface ADEOS-II 搭載 GLIとAMSRの海面水温 temperature observed by GLI and AMSR aboard ADEOS-II by Hosoda et al. プロダクト比較 検証 - Comparison of simultaneous IR (GLI) and MW SST (AMSR) observations -Simultaneous SeaWinds winds for difference mechanism Surface wind speed - No measurable bias
15 統合地球観測戦略の海洋テーマ Ocean Theme: GODAE SST Project: 全球海洋観測データ同化実験 - 高解像度海面水温プロジェクト GODAE has a fundamental dependence of SST data and products ( 全球の海洋短期変動予測 ) In particular, global perspective of GODAE demanded attention to the many gaps in present 何が問題か products (many? not quantified) and improved representation of observational errors in data products 従来の赤外センサーは 1) 雲域観測不能 Cloud Mask for 2) IR 日変化検出の問題 Measurement and Diurnal Cycling of SST (Including the Bulk-Skin Problem) Increase 海洋変動予測のために 時空間分解能を飛躍的 its temporal and spatial resolution largely に向上させよ Less than 10km and Less than 24 hours 目標 :10km Cloud-free 格子 1 日一回の雲無し海面水温 products
16 ADEOS-II ADEOS-II の海面水温プロジェクト SST ADEOS-II SST: Combination of infrared, microwave and in situ SSTs (1998) GLI infrared SSTs: High accuracy, fine spatial resolution, wide coverage AMSR microwave SSTs: Retrieval of SSTs under clouds, wide coverage In situ SSTs: Standard and reliable SSTs, anchor points for the satellite SSTs ADEOS-IIの特性を活かし 高精度高空間解像度を有するGLIと雲下の観測が可能なAMSR の海面水温を有効に活用する
17 New Generation SST 新世代海面水温 Ver.1.0 Ver.1.0 (2001) Geostationary Met. Satellite Hourly Infrared AVHRR VIRS Merging by objective analyses TMI SST Microwave SST Cloud free 雲無し 高解像度 品質管理済み Cloud-free, High Resolution, Quality-Controlled 5 Km 5km Spatial 格子 毎日海面水温画像 Resolution, Daily SST Product
18 New Generation Sea Surface Temperature on 31 May 2003 新世代海面水温 + ADEOS-II; 2003 年 5 月 31 日 (Infrared/Microwave Merged SSTs ) Present Version merged SST NGSST + GLI AMSR
19 現行の新世代海面水温 Present Version (ADEOS-II merged SST 無し ) 新世代海面水温 NGSST +ADEOS-II/GLI + AMSR AMSR Number of data Longitude Pixel Numbers of Each Sensors AMSR GLI MODIS AVHRR AMSR-E
20 GLI250m 海色プロダクト : 沿岸域観測 監視の新しい方向 GLI 250m Color Products: New directions for coastal monitoring 250mm products 1km products
21 GLI GLI250m Observations 海洋観測 250mRGB Composite 250m Chl-a 1km Chl-a
22 GLI Detection GLI of による赤潮検出 the Red-Tide Phenomena GLI250mRGB SeaWiFS Detection GLI Chl-a GLI captures the Red-Tide phenomena!!
23 リモートセンシング観測要求書 : Remote Sensing Requirements 海洋学 海洋気象学 (from WMO/CEOS (WMO/CEOS) Database) "USE" "Requirement" "Hor Res" "HR Min" "Obs Cycle "OC Min" "Delay of avai "DA Min" "Acc - RMS" "AC Min" GOOS Climate - large scale Ocean chlorophyll 25 km 100 km 1 d 3 d 1 d 3 d 0.1 % (Max) 0.5 % (Max GOOS Climate - large scale Ocean dynamic topography 100 km 300 km 10 d 30 d 10 d 30 d 2 cm 5 cm GOOS Climate - large scale Ocean salinity 200 km 500 km 10 d 30 d 10 d 30 d 0.1 psu 1 psu GOOS Climate - large scale Sea surface bulk temperature 10 km 300 km 6 h 720 h 6 h 720 h 0.1 K 1 K GOOS Climate - large scale Sea-ice cover 10 km 100 km 1 d 6 d d 1 d 2 % (Max) 10 % (Max GOOS Climate - large scale Wind speed over sea surface (horizontal) 25 km 100 km 24 h 168 h 24 h 168 h 1 m/s 2 m/s GOOS Climate - large scale Wind vector over sea surface (horizontal) 25 km 100 km 24 h 168 h 24 h 168 h 1 m/s 2 m/s GOOS Climate - mesoscale Ocean dynamic topography 25 km 100 km 7 d 30 d 2 d 15 d 2 cm 10 cm GOOS Surface Dominant wave direction 10 km 30 km 1 h 6 h 2 h 4 h 10 degrees 20 degrees GOOS Surface Dominant wave period 10 km 30 km 1 h 6 h 2 h 4 h 0.5 s 1 s GOOS Surface Sea surface bulk temperature 1 km 10 km 6 h 12 h 2 h 4 h 0.1 K 2 K GOOS Surface Sea-ice thickness 25 km 100 km 1 d 6 d 1 d 6 d 50 cm 100 cm JGOOS-III Geoid 250 km 500 km 240 mo 360 mo 12 y 24 y 2 cm 5 cm Marine biology (coastal water) Aerosol (total column) size 1 km 10 km 24 h 48 h 3 h 7 h 0.1 µm 1 µm Marine biology (coastal water) Ocean chlorophyll 1 km 5 km 1 d 3 d 3 d 7 d 5 % (Max) 20 % (Max Marine biology (coastal water) Photosynthetically Active Radiation (PAR) 1 km 5 km 0.04 d 1 d 3 d 7 d 5 % (Max) 20 % (Max Marine biology (coastal water) Sea surface bulk temperature 1 km 5 km 24 h 48 h 3 h 7 h 0.1 K 0.5 K Marine biology (open ocean) Aerosol (total column) size 4 km 50 km 24 h 48 h 3 h 7 h 0.1 µm 1 µm Marine biology (open ocean) Air pressure over sea surface 50 km 100 km 24 h 48 h 3 h 7 h 10 hpa 15 hpa Marine biology (open ocean) Ocean chlorophyll 10 km 50 km 1 d 3 d 3 d 7 d 0.1 % (Max) 0.5 % (Max Marine biology (open ocean) Ocean yellow substance absorbance 1 km 5 km 1 d 2 d 3 d 7 d 5 % (Max) 20 % (Max Marine biology (open ocean) Ozone profile - Total column 50 km 200 km 24 h 48 h 3 h 7 h 10 DU 20 DU Marine biology (open ocean) Photosynthetically Active Radiation (PAR) 10 km 50 km 0.04 d 1 d 3 d 7 d 5 % (Max) 20 % (Max Marine biology (open ocean) Sea surface bulk temperature 10 km 50 km 24 h 48 h 3 h 7 h 0.1 K 0.5 K Marine biology (open ocean) Specific humidity profile - Total column Missing Missing 24 h Missing 3 h 7 h Missing Missing Marine biology (open ocean) Wind vector over sea surface (horizontal) 4 km 50 km 24 h 48 h 3 h 7 h 2 m/s 5 m/s Spatial Resolution Temporal Resolution
24 ADEOS-II ADEOS-II が貢献する海洋学 海洋気象学 Availability for Oceanography の観測パラメータ and Marine Meteorology Ocean Parameter ADEOS-II Chl-a Sea Surface Height Ocean Salinity Sea Surface Temp. Surface Winds GLI Altimeter Salinity AMSR Sensor SeaWinds Surface Wave Altimeter SAR Ocean Parameter ADEOS-II Aerosol Size PAR (Solar Rad.) Specific Humidity Sea-Ice Geoid CDOM GLI AMSR Geoid mission SeaWinds
25 New GLI Interdisciplinary の海洋プロダクト群による Research and Applications 新しい学際的研究 応用分野 from GLI Ocean Products Family - Physical-biological interaction processes - 生物 物理相互作用過程 - 急速に変動する小スケール沿岸海洋過程 - High-frequency small-scale coastal processes - - High-resolution 高解像度海洋生物 地球化学過程 bio-geochemical ocean processes - 全球の大スケール海洋生物 地球化学過程 - Global basin-scale bio-geochemical processes 統合地球観測戦略への貢献 Contributions to the IGOS 1) Ocean 1) 海洋テーマ Theme 2) Global 2) 全球炭素観測テーマ Carbon Observation Theme 3) Coastal Theme 3) 沿岸テーマ
26 J.Oceanography: Special Issue for ADEOS-II (2006) Barton and Pearce (2005): Validation of GLI and Other Satellite-Derived Sea Surface Temperatures Using Data from the Rottnest Island Ferry, Western Australia Frouin and Murakami (2005): Estimating Photosynthetically Available Radiation at the Ocean Surface from ADEOS-II Global Imager Data Hosoda et al. (2005): Difference characteristics of sea surface temperature observed by GLI and AMSR aboard ADEOS-II Ishizaka et al. (2005): Verification of Vertically Generalized Production Model and Estimation of Primary Production in the Sagami Bay, Japan Murakami and 22 authors(2005): Validation of ADEOS-2 GLI ocean color products using in-situ Observations Sakaida et al. (2005): Sea surface temperature observation by Global Imager (GLI)/ADEOS-II Algorithm and accuracy of the product Siswanto, Ishizaka and Yokouchi (2005): Optimal Primary Production Model and Parameterization in the Eastern East China Sea Tanaka et al. (2005): Developing an In-water Algorithm for GLI Using Neural Network Technique with Optical Model Based on Optical Properties in East China Sea, Ariake Sound and Isahaya Bay Toratani et al. (2005): Atmospheric correction scheme for GLI with absorptive aerosol correction
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