中国の新疆、宁夏、内蒙古など、豊富な石炭資源を有する地域には、数百の石炭火山地域が分布しています。石炭火山は自然発火し、大量の温室効果ガスを放出します。その非組織的性質により、検出と数量化が困難であり、これが既存のリストにおいて「失われた炭素」となっています。しかし、石炭火山メタンの全体的な温室効果ガス排出量に対する貢献は無視できません。本研究では、衛星解像度の制約を考慮して、地上リモートセンシング手法を用いて石炭火源メタンの検出を行いました。新疆阜康石炭田火山地域で2023年6月に収集された広帯域全景地上高分解能ハイパースペクトル画像データを使用し、短波赤外線におけるメタンの光学的感受特性と高分解能ハイパースペクトル混合画素分解法などを組み合わせて、さまざまな地形特徴の高温石炭火源メタン逃逸を検出する手法を提案し、各手法の検出効果を比較検証し、効果を評価しました。その結果、以下が示されました。1.既存のCH4Iアルゴリズムと比較して、本研究で提案されたMLSIE、RCH4I、DSRCH4Iアルゴリズムは、石炭火山メタン検出においてより優れた性能を発揮します。2.2DSRCH4I3、MLSIE（2.3μm）、RCH4I1アルゴリズムは、地形が複雑な石炭火山地域において優れた検出効果を示し、特に2DSRCH4IとMLSIE（2.3μm）アルゴリズムは、比較的単純な山地石炭火山地域にも適用されます。RCH4I1アルゴリズムは、リーク量が多い（燃焼が激しい）活動石炭火山地域に適しています。3.MLSIE（2.3μm）アルゴリズムは、より広範囲に適用されます。2DSRCH4I3アルゴリズムは偽影/偽陽性を効果的に抑制し、最も優れた検出効果を示します。4.本稿のアルゴリズムで検出された石炭火山地域のメタン噴出は、燃焼する炎と共存する形式と、自由拡散形式として存在します。本研究は、地上短波赤外イメージングスペクトルメーターを使用して石炭火山メタンを検出する新しい手法を提供し、メタンの逃逸の観点から、石炭火山自然発火の早期識別と警告に新しいアプローチを提供しています。

石炭; メタン; ハイパースペクトル; 短波赤外; 非組織的排出; 羽流検出; 偽陽性抑制; 温室効果ガス; 気候変動