[M-SD40] 将来の衛星地球観測

[MSD40-P02] 数値予報精度向上のための衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測

*石井 昌憲¹、岡本 幸三²、関山 剛²、久保田 拓志³、今村 俊介³、境澤 大亮³、松本 紋子⁴、西澤 智明⁵、竹見 哲也⁶、宮本 佳明⁷、佐藤 篤⁸、沖 理子³、佐藤 正樹⁹、岩崎 俊樹¹⁰ (1.東京都立大学、2.気象庁気象研究所、3.宇宙航空研究開発機構、4.ANAホールディングス株式会社、5.国立環境研究所、6.京都大学、7.慶應大学、8.東北工業大学、9.東京大学、10.東北大学)

キーワード：数値予報、全球風高度分布、ライダー技術、地球観測衛星、ドップラー風ライダー

風は大気の流れを直接表す重要な気象変数であり，総観規模から局所的なスケールの大気物理，雲対流・大気循環の総合作用等の理解に不可欠である．数値予報，環境監視・予測や気候変動予測の精度向上のためには，風観測が重要である．様々な風観測が利用されているが，ゾンデやウインドプロファイラーなどは高精度で鉛直分布を観測できるが，陸域に局所的に存在しているという課題がある．衛星大気追跡風は，広域・高頻度で観測できるが，高度推定が悪い・高度分解能が十分ではなく観測精度も十分とは言いがたい，晴天・乾燥域や中層は算出しにくいといった課題もある．ESAは2018年8月にドップラー風ライダー（Doppler Wind Lidar，以下DWL）を衛星に搭載しAeolusを打上げ，宇宙から全球の風高度分布観測を実現し，数値予報精度向上のへ大きな効果があることを実証している．Aeolusは2021年8月に設計寿命（設計寿命３年）を迎えるため，後継ミッションが期待されている．
　DWLは，現在の衛星観測システムの問題点（透き間）を解決する有望な手法の一つである．日本においても，数値予報データ同化システムにデータ同化することによる数値予報精度の向上，数値予報精度の向上による台風や豪雨などへの防災情報の高度化，風予報精度の向上による航空機や船舶の運航計画の最適化やそれらの燃料・CO₂排出量の削減への貢献，データ同化処理で作成される高精度な全球風プロダクトによる気候変動の予測，大気・物質循環メカニズムの理解の深化への応用等を目的として，JAXA・気象研究所を中心として赤外レーザ（1.5- もしくは 2-µm）・光ヘテロダイン検波式による超低高度衛星搭載コヒーレントドップラー風ライダー（衛星仕様：太陽同期軌道，軌道高度300 km以下）が詳細に検討されている（鉛直解像度：0.5 km（高度2 km以下）, 1 km（高度 2-12 km），水平解像度100 km以下）．
　最後に将来展望について述べる，本提案は，宇宙ステーション搭載植生ライダーで培われた宇宙用レーザ技術開発の知見を継承する提案であり，高スペクトル分解ライダーや差分吸収ライダーといったより高度な機能を有する宇宙用ライダーへとつながるミッション提案である．また，数値予報が向上した気象データを提供（実利用の可能性）することで，宇宙ビジネスを通した新しい社会システムの創出につながる．