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第329回 大気海洋物理学・気候力学セミナー のおしらせ

日　時： 10月24日(木) 9:30 - 12:00
Date ： Thu., 24 Sep. 9:30 − 12:00
場　所： 低温科学研究所 3階 講堂
Place ： Institute of Low Temperature Science, 3F Auditorium

発表者：豊田 威信（低温科学研究所/助教）
Speaker：Takenobu Toyota (Institute of Low Temperature Science/Assistant Professor)
題目：L-band合成開口レーダーを用いた季節海氷域の変形氷の抽出の試み
Title：On the possibility of monitoring deformed ice area in the seasonal ice zone using L-band SAR

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L-band合成開口レーダーを用いた季節海氷域の変形氷の抽出の試み
豊田 威信 (Takenobu Toyota) 発表要旨：




　現在、季節海氷域内部の力学過程の研究を進めており、
今回はその一環として衛星合成開口レーダー（SAR）から変形氷を
抽出する手法に関わるお話をする。ご存知の通り、現在北極海では
季節海氷域の割合が増加して氷厚も減少傾向で海氷の形態が大きく
変わりつつある。しかしながら気候モデルにおいては氷厚の急激な
減少が再現されておらず、海氷の力学過程、特に変形による氷厚発達
過程は重要な課題とされている。このためには広い範囲の変形氷の
分布状況の時間変化を把握することが重要である。広範囲の変形氷
の抽出には衛星SAR、特に波長の長いL-band SARが有用と考えられて
いるため、本研究では現用のPALSAR-2画像を４年間のオホーツク海の
現場データを参照しながら解析して変形氷を抽出する可能性を検討
した。PALSAR-2（2014～）はPALSAR（2006-2011）の後継機であり、
性能はほぼ同じであるものの入射角の幅を広げて観測海域を拡げた
こと、広域モードでdual polarization (HH, HV)を取り入れたこと
に特徴がある。今回は石山氏が修士論文でPALSARを基に開発した
アルゴリズムの有用性を確かめること、それにHV偏波データが加わる
ことによる利点に着目して解析を行った。解析の結果、概ねアルゴ
リズムと整合的な結果が得られたものの、HH偏波とHV偏波はともに
氷盤の大きさ分布にも有意に依存することが示され、変形氷の抽出
には注意が必要であることが分かった。また、HV偏波は入射角依存性が
小さいため氷縁域の抽出に適していると予想される。

　In order to improve the understanding of the dynamical
deformation processes of sea ice in the seasonal ice zone
(SIZ), the algorithm to detect deformed ice area was explored
and validated using satellite SAR images for the southern
Sea of Okhotsk. To approach, sea ice was categorized into
three ice types: nilas (thin level), pancake ice (thin rough),
and deformed ice (thick rough), and then an algorithm to
classify into these categories was developed using ALOS/PALSAR
(L-band SAR) as a function of backscatter coefficients and
incidence angle, based on the data obtained from field observations.
It was confirmed from comparative analysis that PALSAR can detect
deformed ice more efficiently than Radarsat-2 (C-band SAR), like
the past studies. The temporal evolution of deformed ice area,
derived from the algorithm, showed that the area categorized as
deformed ice appears in relatively linear alignments with a width
of a few tens of kilometers in the interior region and along the
ice edge although it is quite variable with time and space, affected
by winds, ocean waves, and floe interaction. PALSAR-2 images with
HH and HV polarizations werealso used to validate this algorithm.
It was found that SAR signals are subject to floe size distribution,
and therefore this algorithm should be carefully treated when large
ice floes are dominant. Our analysis suggests that the dependence
on floe size distribution seems to be somewhat larger at HV than
at HH polarization.

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