[M-SD35] 将来の衛星地球観測

[MSD35-P08] 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、岡本 創³、木村 俊義⁴、久保田 拓志⁴、今村 俊介⁴、境澤 大亮⁴、藤平 耕一⁴、松本 紋子⁵、関山 剛²、西澤 智明⁶、竹見 哲也⁷、宮本 佳明⁸、佐藤 篤⁹、沖 理子⁴、佐藤 正樹¹⁰、岩崎 俊樹¹¹ (1.東京都立大学、2.気象庁気象研究所、3.九州大学、4.宇宙航空研究開発機構、5.ANAホールディングス株式会社、6.国立環境研究所、7.京都大学、8.慶應大学、9.東北工業大学、10.東京大学、11.東北大学)

キーワード：全球3次元風観測、数値予報、ドップラー風ライダー、赤外サウンダ、地球観測衛星

大気乱流や対流等の大気力学現象の分析や予測は，大気状態の初期条件と密接に関連している．より高い時空間解像度で，大気状態を詳細に把握するためには，500 km未満の3次元的な乱流スケールに関連した風観測を含む統合型の複合全球観測システムが必要とされている．今日，衛星観測システムの役割は年々大きくなり，衛星観測システムは予測誤差の低減に大きく貢献している．世界気象機関（WMO）が策定した統合全球観測システム（WIGOS：WMO Integrated Global Observing System）計画を推進し，次世紀に向けて，衛星観測システムを継続的・効果的に維持し，観測性能を向上させることができるかどうかは，重要な課題である．WMOは，要件ローリングレビューとしてデータ利用者からの要請をまとめ，観測システム機能レビューツール（OSCAR）として求められる観測性能を公開している．現在の全球観測システムでは，海洋，熱帯，南半球において，直接的な風速観測は行われていない．将来の衛星観測システムに目を向けると，ほとんどの衛星風観測技術は，雲または水蒸気を追跡することで風観測（衛星大気追跡風）を行うが，雲または水蒸気の領域に依存している．衛星大気追跡風は，広域・高頻度で観測できるが，高度推定，高度分解能，観測精度，晴天・乾燥域や中層の風観測に課題がある．次期の静止気象衛星・ひまわりに搭載予定のハイパー赤外サウンダ観測による衛星大気追跡風は，これらの課題が改善することが期待されているが，パッシブセンサの観測による高度推定には限界があるため，高精度・高鉛直解像の観測行える衛星センサが必要である．
　欧州宇宙機関は，数値予報に入力される全球の風の初期値の改善と，全球および領域スケールでの大気力学現象の理解とモデリングの深化を目的として， 2018年8月にドップラー風ライダーを搭載した風観測衛星Aeolusを打ち上げた．Aeolusは，宇宙から全球の風の高度分布観測を実現し，数値予報精度向上への大きな効果，大気力学への応用等について，風の高度分布観測の重要性とドップラー風ライダーの有用性を実証してきた．Aeolusは設計寿命の3年が過ぎており，運用終了が近づいている．欧州宇宙機関と欧州宇宙機関は，Aeolusの後継ミッションを検討している．日本においても，Aeolusとは異なる方式（コヒーレント方式）のドップラー風ライダーで，数値予報精度向上，大気力学や大気輸送への応用，航空機の安全運航等について検討を進めている．本発表は，日本初となる宇宙用ライダーMOLIで培われた衛星搭載ライダーの基盤技術を発展させて，日本独自のコヒーレント式ドップラー風ライダーを提案するとともに，将来の赤外サウンダによる衛星大気追跡風，Aeolus次号機や他の衛星風観測システムと統合して，全球規模で高解像度の4次元風観測を目指す提案である．