衛星ミリ波画像を用いたオホーツク海の流氷流動解析における流体工学的計測技術の応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650163
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 羽二生 博之 北見工業大学, 工学部, 教授 (70172955)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊耳 浩 北見工業大学, 工学部, 助教授 (40205167) ; 榎本 浩之 北見工業大学, 工学部, 教授 (00213562)
• Keywords: 流氷 / 衛星ミリ波画像 / オホーツク海 / サハリン / 画像処理 / 画像相関法 / 海難防止

Research Abstract

冬のオホーツク海は流氷に覆われるため、流氷の動きを速やかに把握して予測することは、海難防止において大変重要である。北海道のオホーツク海沿岸にはレーダーサイトが敷設されているが、観測範囲が100キロ程度と短く、漁業や海運における作業計画を立てる上では不十分である。また、人工衛生による可視光画像は観測範囲が広く画像の解像度も高いが、オホーツク海が雲で覆われることが非常に多いため、連続的な観測や解析が難しい。本研究では観測範囲が広く雲の影響を受けにくいノア衛星からのミリ波画像を用いて以下のような流氷の流動解析結果を得た。
1.北極付近を含む37GHz水平および85GHz水平画像からオホーツク海周辺画像の切り出しを行い、放射宇宙線等による欠落画素などのノイズ除去を行い、最小自乗法に基づく面的平滑化処理および輝度分布調整を行って鮮明な画像を得た。
2.雲の影響を受けない37GHz画像(解像度25Km)をマスキングとして用い、雲の影響を受けやすい85GHz画像(解像度12.5Km)から雲の画像を除去することができた。
3.1999年の冬の画像を用いて、一冬の流氷の動きを日を追って調べた結果、オホーツク海にはカムチャッカ半島から西へ向かい、サハリンに沿って南下し、北海道近海で千島列島に沿って北東方向へ向かう大きな反時計回りの流れがあることが分かった。
4.オホーツク海周辺の拡大画像を調べた結果、流氷が半径100キロ程度の幾つもの渦を巻いて動いていることが分かった。
5.画像相関法によって流氷の動きを調べた結果、流氷帯の広がりは新たな氷の生成によるものではなく、主に流動によるものであることが分かった。また、流氷は北西からの季節風でロシア沿岸を離れて海岸付近に開水域が形成され、そこで新たな氷が生成されることが分かった。