リモートセンシングと現地観測による永久凍土融解過程と速度の定量化

• Project/Area Number: 18H03353
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 岩花 剛 北海道大学, 北極域研究センター, 海外研究員 (70431327)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内田 昌男 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主幹研究員 (50344289) ; 阿部 隆博 三重大学, 生物資源学研究科, 研究員 (90809287)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000); Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2018: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 永久凍土 / InSAR / サーモカルスト / マイクロ波 / リモートセンシング / 地表面変位 / 沈下 / 測量 / 地形変化 / SAR / GPS測量

Outline of Annual Research Achievements

2020年度は、COVID19の影響からすべてのフィールドワークを停止せざるを得なかったが、2021年の5月から必要な野外観測を再開することができた。大雪山系においては、5月の調査時に破損した測器の修復およびテレメトリシステムの構築を行った。しかし、このテレメトリデータ通信に使用する機器の仕様変更のため、2021年9月以降の通信が中断している。この不具合は、2022年夏以降に修復する予定である。2020年無積雪期の現地測量では、5月下旬から6月下旬にかけて2 c m強の沈降が測定され、その後 8 月末までの沈降は0.5 c m強であった。干渉解析で得られた沈降分布は、植生のほとんどない風衝砂礫地と概ね一致していた。また、現地測量点における沈降の時間変化は実測変位データと同様の変化傾向を示しており、干渉解析の有効性が確認できた。しかし、干渉解析で検出された5-6 月の沈降量は1 cm弱であり、測量結果と比べて過小評価となった。この2020年までのInSAR解析および現場検証について、阿部ほか（2021）に発表した。
東シベリアでは中央ヤクーチアの調査地マイヤにてInSAR解析の結果を検証するために、約35測量点を含む30 x 30mの5つのプロットにおいて2018－2019年の9月下旬から10月初旬に比高測量を実施した。これらの研究結果はAbe et al. (2021)として公表した。
2021年9月、バタガイにおいて2018年および2019年8月の火災跡地を再訪し、継続的な現場検証データを取得することができた。
この他、アラスカのノーススロープ、フェアバンクスにおけるInSAR解析および現地調査も継続的に実施中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2020年度はCOVID19の影響からすべてのフィールドワークを停止せざるを得なかったが、2021年には予定通りの研究活動が実施できた。一方、COVID19による影響を除くと、衛星画像解析および、現地検証調査は予定通りに実施することができた。

Strategy for Future Research Activity

2022年度は、本課題最終年度に当たる。対象とした観測値のうち、これまでに成果が公表された大雪山系および東シベリアにつづいて、アラスカでの研究結果について論文にまとめることを予定している。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Seoul National University(韓国)
• [Int'l Joint Research] Melnikov Permafrost Institute(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] University of Alaska Fairbanks(米国)
• [Int'l Joint Research] University of Alaska Fairbanks(米国)
• [Int'l Joint Research] Seoul National University(韓国)
• [Int'l Joint Research] Melnikov Permafrost Institute(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] ヤクーツク永久凍土研究所(ロシア連邦)
• [Journal Article] Surface displacement induced by seasonal ground thaw, measured by synthetic aperture radar in the Daisetsu Mountains, Japan (2022)
  • Author(s): 阿部隆博，岩花 剛，曽根敏雄，内田昌男
  • Journal Title: Journal of the Japanese Society of Snow and Ice Volume: 84 Issue: 1 Pages: 13-27
  • DOI: 10.5331/seppyo.84.1_13
  • NAID: 130008160396
  • ISSN: 0373-1006, 1883-6267
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Surface displacement revealed by L-band InSAR analysis in the Mayya area, Central Yakutia, underlain by continuous permafrost (2020)
  • Author(s): Abe, T., Iwahana, G., Efremov, P. V., Desyatkin, A. R., Kawamura, T., Fedorov, A., Zhegusov, Y., Yanagiya, K. and Tadono, T.
  • Journal Title: Earth, Planets and Space Volume: 72 Pages: 138-138
  • DOI: 10.1186/s40623-020-01266-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Fine-scale ground truth of ground displacement in the Anaktuvuk River Fire (ARF) for satellite and airborne L-band SAR (2021)
  • Author(s): Go Iwahana, Robert Busey, Reginald Muskett, Simon Zwieback, Franz Meyer, Hiroshi Ohno, Masao Uchida, Kazuyuki Saito
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Thaw subsidence and frost heave after 2018-20 forest fires around Batagay detected by InSAR and field observation (2021)
  • Author(s): Kazuki Yanagiya, Masato Furuya, Go Iwahana, Petr Danilov, Alexandr Fedrov
  • Organizer: JpGU
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Remote Sensing of Permafrost Land Deformation (2021)
  • Author(s): Go IWAHANA, Takahiro ABE, Kazuki Yanagiya, Masato FURUYA, Petr DANILOV, Takumi KAWAMURA, Petr EFREMOV, Alexey DESYATKIN, Syunji KANIE, Yoshihiro Iijima, Yuri ZHEGUSOV, Anastasia TSEEVA, Takeo TADONO, Alexander FEDOROV
  • Organizer: Northern Forum
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] High- resolution frost heave map at fire scars in Batagay, NE Siberia, derived by L-band InSAR and validation with field observation (2021)
  • Author(s): Kazuki Yanagiya, Masato Furuya, Go Iwahana, Petr Danilov
  • Organizer: Regional conference on permafrost
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Geochemical characteristics of frozen active layer and near-surface permafrost in the Anaktuvuk River Fire scar, Alaska (2020)
  • Author(s): Go Iwahana, Elizabeth LaDouceur, Hiroshi Ohno, Robert Busey, Benjamin Jones, Masao Uchida, Kazuyuki Saito
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Changes in surface conditions and permafrost environment of a summit area of the Daisetsu Mountains, Hokkaido, Japan (2020)
  • Author(s): Go Iwahana, Toshio Sone, Masao Uchida, Tokuta Yokohata
  • Organizer: JpGU
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Monitoring of permafrost land deformation and adaptation to related subsidence - 2017-2019 Case studies in the Sakha Republic, Russia - (2020)
  • Author(s): Go IWAHANA, Takahiro ABE, Kazuki Yanagiya, Masato FURUYA, Petr DANILOV, Takumi KAWAMURA, Petr EFREMOV, Alexey DESYATKIN, Syunji KANIE, Yoshihiro Iijima, Yuri ZHEGUSOV, Anastasia TSEEVA, Takeo TADONO, Alexander FEDOROV
  • Organizer: The 35th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Monitoring of permafrost land deformation and adaptation to related subsidence - 2017-2019 Case studies in the Sakha Republic, Russia - (2020)
  • Author(s): Go IWAHANA, Takahiro ABE, Kazuki Yanagiya, Masato FURUYA, Petr DANILOV, Takumi KAWAMURA, Petr EFREMOV, Alexey DESYATKIN, Syunji KANIE, Yoshihiro Iijima, Yuri ZHEGUSOV, Anastasia TSEEVA, Takeo TADONO, Alexander FEDOROV
  • Organizer: 第35回北方圏国際シンポジウム
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Thermokarst settlement in Central Yakutia detected by ALOS/ALOS-2 L-band SAR Interferometry (2020)
  • Author(s): Abe, T., G. Iwahana, T. Tadono
  • Organizer: ISAR-6
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Post-wildfire surface deformation at Batagay, Eastern Siberia: detection by L- and C-band InSAR and preliminary report of field observations (2019)
  • Author(s): Masato Furuya, Kazuki Yanagiya, Go Iwahana, Alexander Fedorov
  • Organizer: AGU Fall meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Surface subsidence due to ground ice melting in Central Yakutia revealed by ALOS/ALOS-2 InSAR analysis (2019)
  • Author(s): Abe, T., G. Iwahana, T. Tadono
  • Organizer: ESA Living Planet Symposium 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] LバンドSARによる中央ヤクーチアにおけるサーモカルストに伴う地盤沈下マッピング (2019)
  • Author(s): 阿部隆博, 岩花剛, 田殿武雄
  • Organizer: JpGU2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] LバンドSARによるヤクーツク周辺の永久凍土融解に伴う地盤変状の検出 (2019)
  • Author(s): 阿部隆博, 岩花剛, 田殿武雄
  • Organizer: 雪氷研究大会2019
• [Presentation] 衛星SAR 干渉解析によるシベリア・ヤクーツク周辺の永久凍土モニタリング (2019)
  • Author(s): 阿部隆博, 岩花剛, 田殿武雄
  • Organizer: 日本測地学会第132回講演会
• [Presentation] 衛星リモートセンシングでみる東シベリアにおける森林火災に伴う地表面変化 (2019)
  • Author(s): 阿部隆博, 岩花剛, 田殿武雄
  • Organizer: 日本リモートセンシング学会第67回（令和元年度秋季）学術講演会
• [Presentation] Thermokarst subsidence in Central Yakutia revealed by ALOS/ALOS-2 InSAR analysis (2019)
  • Author(s): Abe, T., G. Iwahana, T. Tadono
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Assessing and mediating damages on infrastructure and changes in ground surface due to permafrost thaw (2019)
  • Author(s): Abe, T., and others
  • Organizer: The 34th International Symposium on Okhotsk Sea & Polar Oceans
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] LバンドSARによるヤクーツク周辺の永久凍土融解に伴う地盤変状の検出 (2018)
  • Author(s): 阿部隆博, 岩花剛, 田殿武雄
  • Organizer: JpGU2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] LバンドSARによるヤクーツク周辺の永久凍土融解に伴う地盤変状の検出 (2018)
  • Author(s): 阿部隆博, 岩花剛, 田殿武雄
  • Organizer: 雪氷研究大会2018, 2018年9月 （北海道胆振東部地震により中止・誌上開催）
• [Presentation] 衛星SAR 干渉解析によるシベリア・ヤクーツク周辺の永久凍土モニタリング (2018)
  • Author(s): 阿部隆博, 岩花剛, 田殿武雄
  • Organizer: 日本測地学会第130回講演会
• [Presentation] 衛星リモートセンシングでみる東シベリアにおける森林火災に伴う地表面変化 (2018)
  • Author(s): 阿部隆博, 岩花剛, 田殿武雄
  • Organizer: 日本リモートセンシング学会第65回（平成30年度秋季）学術講演会
• [Presentation] Ground deformation over permafrost region in Eastern Siberia, reveal by L-band SAR Interferometry (2018)
  • Author(s): Abe, T., G. Iwahana, T. Tadono
  • Organizer: The Ninth Symposium of Polar Science
  • Int'l Joint Research