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『亜空間通信』334号(2002/08/13)
【珊瑚礁島国ツバル海水面上昇生き残り懸命記事に出てこない南極氷汚染反射減少】
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転送、転載、引用、訳出、大歓迎！
南太平洋の小島国、ツバルが話題になっている。日経の日曜日、2002,08.11.記事の見出しは「温暖化阻止に国の浮沈」などの大見出しである。
温暖化の原因は、もっぱら、石油を燃やす結果の炭酸ガス増大として論じられているが、私は、数年前に、ある小さな「理科教育」関係の雑誌の記事の複写を、NHKの学校教育担当者から送られた。これも石油を燃やす結果ではあるが、別の側面があるというのである。
簡単に言うと、南極の氷が汚れ、太陽の光の反射が弱まり、融けるという説なのだが、地軸の傾斜を図にして論じている。いわゆる「白夜」が南と北で半年続くとすると、太陽の光が当たる角度が浅くて、一見、量が少ないように思えるが、期間が長いので、総量は、日本近辺と変わらないというのである。
気になりながらも、アメリカから武蔵野市まで範囲を広げてしまった「憎まれ愚痴」としては、とうていそこまでは付き合えない。誰かが問題にするだろうと思っていたのだが、このところのツバル騒動には、この話が、まったく出てこない。
その記事の複写は、どこにしまったか分からない。そこで本日(2002/08/13)、仕方なしに、電網検索してみた。かなりの最新情報が入っている。なんで、これを問題にせんかい、白くスプレーしに行ってみんかい、と、日経の読者応答室に電話しといた。
全言語のページから地球、温暖化、南極、氷、汚れ、 反射、を検索しました。? 約21件中1 - 10件目
http://www.nasda.go.jp/library/news/j/237/tikyu.html
宇宙から見た地球環境（No.237 2001 AUG）
雪粒の大きさや汚れなどの雪質を宇宙から観測
雪氷観測を気候システムの解明へとつなげる雪氷圏は、地球温暖化など気候システムの変化にもっとも敏感に反応します。そのため、ほかの大気・海洋圏などとの相互作用の解明が早急に望まれているのです。今回は、人工衛星で観測される雪氷圏の世界をご紹介します
雪や氷に覆われた地域と地球環境との関わり
地球上には、南極やグリーンランドに代表される厚さ3000mを超える氷床や、北極海を埋めつくす海氷域、また、高緯度地方の積雪・氷河域など、雪氷面に覆われた広大な地域、いわゆる“雪氷圏”が存在します。中でも、氷床域は地球上の淡水の約78％にもなる氷を蓄え、陸水の巨大な貯留槽の働きをしています。もし、地球温暖化が進行して両極の氷床や氷河が融けると、この貯留槽からの水が海に流れ出し、深刻な海面上昇や海流変動を引き起こすことが指摘されています。
また、北半球高緯度地方の積雪域は、冬期間の局所的な陸水貯留ダムの働きをするだけでなく、陸域を白く覆い隠して日射を吸収しにくくするなど、大陸上の熱放射収支の観点でも重要な働きをしています。両極の氷床や海氷域に広がる広大な雪面も、その高い日射反射率とともに、効率のよい放射体として地球の熱を宇宙に放出する冷却器の役割を果たしています。
このように、雪氷圏は地球システムの中で大きな働きをしており、大気や海洋、陸域などの他圏との相互作用のメカニズムを定量的に把握することが、今後の地球環境の動向を探る上での課題となっています。とくに大陸上の積雪面積や両極周辺の海氷分布は季節変動が大きく、毎年の降水形態や気候形成に大きな影響を及ぼしていることから、もっとも重要な観測対象といえます。
また、氷床や氷河の涵養域・消耗域の分布は、地球温暖化に伴う気温や降雪形態の空間分布の変動を反映していると考えられ、長期的な監視が必要であると考えられています。たとえば、近年の大気汚染の深刻化に伴って、北極周辺の大気中にArcticHaze（アークティック・ヘイズ＝北極煙霧層）とよばれる浮遊粒子状物質の層が観測されています。それが雪氷面に沈着すると日射反射率を下げ、積雪や海氷を融解させ、さらに雪氷面の日射反射率を下げる、といったフィードバック機構が働くといわれています。そのため、雪面の汚れ具合の分布を把握し、雪氷-大気間の物質輸送や、気候形成への影響のメカニズムを解明していくことが重要であるといえます。
以上のような広大な雪氷圏サブシステムの観測を行うには、人工衛星による観測がもっとも効果的であり、地球温暖化の影響や過去に起こった氷河期のような気候変動を調べるためにも、継続的な観測を行っていく必要があります。
宇宙からの雪氷圏観測は面積観測から水量観測へ
じつは、人工衛星による雪氷モニタリングは、30年以上の長い歴史を持っています。
アメリカ海洋大気局（NOAA）は、極軌道気象衛星に搭載された光学センサによる北半球大陸上の積雪面積の観測を、1966年より続けています。
図１は、1999年に打ち上げられたNASAの環境観測衛星TERRAに搭載された光学センサMODISが、2000年6月18日に取得した画像です。雲の区別がやや難しいですが、可視域や赤外域バンドの輝度を用いれば、雲の識別と地表面の分類を図２のように行うことができます（これは夏期のデータなので、雪氷面はグリーンランド氷床と北極海上の海氷域にのみ分布しています）。
図２のように、光学センサでは雲に覆われた部分の積雪を検知できないため、広域の積雪・海氷面積を抽出するには複数の観測日のデータが必要となります。また、冬期のシベリアやアラスカなどの高緯度森林地帯では、積雪が森林の内部に隠されるために宇宙からは見えにくくなります。そのため、植生密度などの情報を用いて、積雪検知の精度を向上させることが課題となっています。
一方、1978年のNimbus打上げ後は、マイクロ波センサのデータも利用できるようになり、陸上積雪の分布や海氷密接度などの情報が提供され始めました。マイクロ波センサは、地上分解能は光学センサに劣るものの、昼／夜、曇天／晴天の区別なく地表を観測できるのが特徴です。そのため、極夜（極圏で冬期１日中太陽の光が射さないこと）があったり、雲が多い極域における積雪・海氷分布抽出に威力を発揮します。近年では、マイクロ波センサを用いた陸上積雪深（水量）の抽出手法が開発され、実際の衛星データにも適用されつつあります。
これらによって、従来は面積としてしか抽出することができなかった陸上積雪分布の情報を、水量として抽出することが可能となります。これまでの河川、湖沼水量、土壌水分量、大気への蒸発量など淡水収支の見積り精度を向上させ、また気象・気候予測の精度を向上させる上でも、たいへんに有用な情報になると期待されているのです。
ADEOS-IIによる雪氷モニタリング計画
最近の光学センサの高波長分解能化や多波長化に伴い、新たな雪氷観測の可能性も広がってきています。先に紹介したMODISや2002年打上げ予定のADEOS-IIに搭載される光学センサGLIは、従来型のNOAAのセンサなどにくらべて各バンドの波長帯幅が狭く設計されており、大気の吸収の影響を受けにくくなっています。また、36もの波長帯を持ち、地表のさまざまな観測対象物の輝度スペクトルの情報を、より忠実に取得することもできます。雪氷観測においては、従来からの雪の有無の情報にとどまらず、雪質に関する情報を抽出することが計画されており、氷床上の消耗域や涵養域の特定、雪面の汚れの分布抽出に威力を発揮する見込みです。
図3は、積雪の粒径や不純物濃度によって、雪面からの放射輝度がどのように変動するのかを示したものです。これを見ると、可視域の短い波長域では、不純物濃度（雪面の汚れ）の増加に応じて輝度が減少していることがわかります。一方、粒径が大きくなる（古くなる）と、近赤外域の輝度が減少することもわかります。
図4は、図3の現象を利用して、図2の積雪域に対して積雪粒径と不純物濃度を抽出したものです。これを見ると、標高が高く気温も低いグリーンランド氷床上では積雪粒径が小さく保たれているのに対し、北極海内の海氷上では、低地の気温の高さなどを反映して粒径が大きくなっているようすがわかります。また、不純物に関しても、低地の大陸沿岸付近ほど濃度が高くなり、陸域で舞い上がった埃や、人間活動が原因と思われる微粒子が雪面に沈着していることが推測されます。
ADEOS-IIには、光学センサGLIだけでなく、従来よりも分解能を高めたマイクロ波放射計・AMSRも搭載されます。これによって、同じ地域の積雪の深さや雪質に関する情報を同時に得ることができるだけでなく、光学センサとマイクロ波センサのお互いの短所を補いあい、雪氷物理量の抽出精度向上に大きな貢献ができるものと期待されています。
以上。