日本西之島成長史

從2013年以來，西北太平洋上的某個小島正在不停的成長與擴張。它是隸屬於日本小笠原群島中的一個火山島：西之島。而藉助高解析度的衛星觀測技術以及長時間的資料累積，我們得以見證這個年輕火山島的成長過程。

西之島近幾年來從幾百公尺成長到接近2公里的寬度，不過這個大小對於一般的氣象衛星實在過於渺小，以日本向日葵衛星8號衛星為例，最高解析度的紅光頻道在星下點的解析度不過500公尺，西之島對它來說頂多只是幾個小點，完全沒辦法用來紀錄它的成長。

話又說回來，氣象衛星原本就是為了偵測大範圍天氣現象而設計的，分析極小範圍的地表特徵，對它來說實在是有點強人所難。

如果想要對這麼小的目標進行監測，我們必須使用更高解析度的衛星，例如美國的大地衛星(Landsat-8)，紅綠藍三個波段的頻道空間解析度可達30公尺，非常適合用來觀測地貌的微小變化。

西之島的逐年變化

西之島原本只是個弧形小島，在1973年海底火山爆發後，使面積擴張形成了一個新的小島。

在火山活動停止後，風與海浪的侵蝕作用讓這個島嶼海岸線逐漸退縮，海拔高度也漸漸下降。如果沒有意外，也許幾十年之後，這座島嶼就會完全消失在海平面之下。這張衛星影像的時間是2013年11月6日，正好是西之島海域火山噴發前2週。

2013年11月20日，沉寂已久的西之島海域的海底火山再次爆發，在距離原本島嶼東南方約500公尺的位置產生了一個新的火山島。由Landsat衛星可以發現在新島嶼的上空有火山活動噴發的火山氣體，附近的水域也因為火山活動而變色（記得台灣龜山島的牛奶湖嗎？）。火山噴發後的幾天，科學家推測新島不會永遠維持在海平面之上，而會隨著侵蝕作用而逐漸消失。

但是，事情沒有那麼簡單。在火山持續爆發之下，東南方新生的小島在12月份的時候與舊島嶼連接在一起了。不僅如此，後續的產生的岩漿甚至將原本的舊島嶼給吞噬掉！

時間到了2015年，持續性的火山活動逐漸趨緩下來，這段時間噴發出的岩漿讓西之島持續地「長大」，使得我們從衛星影像上觀察，每隔幾個月西之島的輪廓便會有明顯的改變。根據日本海岸警衛隊的測量，這個階段的西之島東西向寬度約1.9公里，南北向長度有1.95公里，海拔高度則約為100公尺左右。

西之島的火山活躍度降低許多，雖然接續幾年下來也有斷斷續續的小型噴發活動，島嶼的形狀也會有所變化，但是可以看到島嶼的成長幅度已經沒有前兩年那麼明顯。直到2020年6月份，西之島又開始大規模的持續噴發。

西之島的面積又進一步擴張了，看來這個年輕的火山島並沒有因此滿足現狀。8月21日這天拍攝到的衛星影像除了可以看到噴發出的氣體之外，還可以明顯觀察到火山口的結構，之前雖然也有火山口，但因為太小難以從衛星影像發現。

這次持續性的噴發，產生很多火山氣體與火山灰，並足以被目前的氣象衛星紀錄，不論是從真實色影像或Ash RGB雲圖，都可以很明顯的觀察火山爆發的情況。8月份噴出的火山灰甚至影響到台灣東部地區，當地可以測量到二氧化硫的濃度增加。即便在太平洋上的火山，還是有機會影響到我們的生活喔。

後記

Landsat-8衛星資料對我來說算是「全新的挑戰」，之前常常在網路上看到它所記錄到許多令人驚艷的衛星影像，但一直都沒有好好研究如何使用這份資料。如今為了「火山島嶼成長」這個氣象衛星沒辦法觀測的現象，我才真的花時間努力嘗試怎麼利用Landat觀測數據。

這段時間我繞了許多的遠路，尤其是嘗試透過程式語言處理資料，花了很多時間最後卻的成品完沒用到程式語言。總之，不知道花掉幾個晚上的時間，才終於能夠畫出「不會羞於見人」的Landsat衛星影像。當然，比起國內外的每天都與資源衛星為伍的專家們，我還有很多需要學習的地方啦。

再接再勵！

參考資料

• https://earthexplorer.usgs.gov/
• https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A5%BF%E4%B9%8B%E5%B2%9B_(%E5%B0%8F%E7%AC%A0%E5%8E%9F%E7%BE%A4%E5%B2%9B)
• https://earthobservatory.nasa.gov/images/87052/volcanic-island-in-the-pacific-turns-two
• https://earthobservatory.nasa.gov/images/82607/new-island-in-the-ring-of-fire