AMATERASS

長期にわたる準リアルタイム
太陽放射解析の継続運用

AMATERASSは、単なる画像処理や経験的モデルではなく、静止衛星観測データを物理的に解析するシステムです。太陽放射は水蒸気、オゾンなどの吸収ガス、エアロゾル、雲粒子、レイリー散乱などの影響を受けながら地表面へ到達します。AMATERASSでは、こうした吸収・散乱、地表面—大気間の多重反射効果等を考慮して太陽放射量を解析します。

このシステムは、放射伝達計算とニューラルネットワークによる高速化から始まりました。さらに、静止衛星データを物理量として安定して利用するためのセンサ校正、時系列解析に不可欠な衛星観測位置情報補正アルゴリズムと緯度経度グリッドプロダクト生成技術へと展開し、太陽光発電・太陽熱利用、陸面・水文、農業・植生、社会システム、防災・国土強靭化等、分野横断的な太陽放射量データ利用を支える基盤となっています。

物理解析のための
学習アルゴリズム開発

AMATERASSは、大規模なルックアップテーブルだけに頼るのではなく、ニューラルネットワークに放射伝達計算そのものを学習させるという発想から始まりました。一般的な衛星解析で使われるLUT法は、対象パラメータが増えるとデータベース容量や内挿処理が急速に複雑化し計算コストの増大から解析が不可能になります。そこで、放射伝達モデルの物理過程を保持したまま、高精度に近似する学習アルゴリズムを開発し、放射パラメータから日射量を高速に推定出来るようになりました。

この技術基盤が、物理解析、ニューラルネットワークによる高速化、準リアルタイム衛星解析を接続しています。厳密だが計算コストの高い放射伝達計算を、高頻度な衛星観測スケジュールに同期できる実用的な計算速度へ引き上げた点が、AMATERASSの中核的な特徴です。

位置情報の誤差補正から
緯度経度グリッド衛星プロダクトへ

静止衛星は地球からほぼ静止して見えるため、同じ領域を高頻度で観測できます。これは雲などの時々刻々と変化する地球大気を解析する上で大きな利点です。一方で、走査ミラーの動作、衛星姿勢、ナビゲーション誤差により、観測ごとに位置情報の誤差が発生します。Geo-information Correction methodはこの位置情報を補正し、後段の放射解析や時系列解析に適したグリッド形式データの作成を可能にします。

AMATERASS関連の研究開発で構築された補正アルゴリズムと、静止衛星ディスクデータから緯度経度グリッドへ変換する機能は、NASA GeoNEX L1Gプロダクトワークフローを含む、その後の静止衛星グリッドプロダクトにつながる技術的系譜の一部となりました。AMATERASSで必要とされた「物理量を安定して比較できる衛星データ」への要求が、広域グリッドプロダクトにも接続されています。

メディア報道

AMATERASSと関連する衛星ベース日射量研究は、新聞・機関ニュース・アウトリーチ記事を通じて広く紹介されています。