InSAR に含まれる対流圏伝搬遅延 : ノイズの場合と ... - 北海道大学

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2.3 KARAT
KARAT (Kashima Ray-Tracing Tool) は GPS や VLBI 等 の 宇 宙 測 地 技 術 における 対 流 圏 伝 搬 遅
延 量 を, 3 次 元 数 値 気 象 データのパラメータに 基 づいて 波 線 追 跡 法 により 計 算 するツールであ
る (Hobiger et al., 2008). 3 次 元 数 値 気 象 データを 用 いた 波 線 追 跡 法 による 対 流 圏 伝 搬 遅 延 量 推
定 のアルゴリズムは Ichikawa et al. (1995) に 既 に 示 されているが, KARAT の 大 きな 特 徴 は 計 算
アルゴリズムの 改 良 により, 波 線 追 跡 法 の 欠 点 である 計 算 時 間 を 大 幅 に 改 善 したことにある.
このことは 膨 大 な 数 の 観 測 点 (ピクセル) をもつ InSAR においても 波 線 追 跡 法 による 対 流 圏 伝
搬 遅 延 量 の 計 算 をより 現 実 的 なものにした. Hobiger et al. (2010) では, 気 象 庁 の MANAL
(Meso-scale Analysis) データを 用 いた 場 合 に KARAT による InSAR の 中 性 大 気 伝 搬 遅 延 補 正 が,
従 来 のマッピング 関 数 よりも 有 効 であることを 示 した (Figure 6).
Fig 6. Three dimensional perspective view. a) Unwrapped InSAR image, without any troposphere
correction. b) After correction based on mapping with mean incident angle. c) After correction based on
mapping with true incident angle. d) Corrections after ray-tracing (Hobiger et al., 2010).
2.4 InSAR における 対 流 圏 伝 搬 遅 延 補 正 法
2.4.1 地 形 相 関 大 気 補 正 法
軌 道 縞 や 地 形 縞 を 取 り 除 いて 出 来 た InSAR 画 像 において, しばしば 標 高 ( 地 形 ) によく 相 関
した 地 殻 変 動 とは 異 なるシグナルが 現 れることがある. これは 基 線 推 定 が 正 確 に 行 われ, 前 述
した DEM による 地 形 縞 のシミュレートが 十 分 に 正 確 であっても 現 れるものである. InSAR で
の 大 気 伝 搬 遅 延 は 観 測 した 2 時 期 それぞれの 遅 延 量 の 差 として 現 れているのだが, 仮 に 水 蒸 気
が 空 間 的 に 均 一 に 分 布 していると 仮 定 しても, 夏 と 冬 のように 大 気 中 に 存 在 する 水 蒸 気 の 絶 対
量 が 異 なる 時 期 の 遅 延 量 の 差 を 取 ると, 地 形 の 分 だけの 水 蒸 気 量 の 差 が 効 いてくることになる
(Figure 7). このことを 定 性 的 に 説 明 すると, 夏 は 標 高 の 高 い 場 所 と 低 い 場 所 での 遅 延 量 の 差 が
大 きく, 冬 は 夏 に 比 べて 標 高 の 違 いによる 遅 延 量 の 差 は 小 さい. 結 果 として 水 蒸 気 量 が 異 なる
ペアの InSAR 画 像 には, この 地 形 の 効 果 による 遅 延 量 の 差 がシグナルとして 現 れる.