[A-AS07] EarthCAREによる雲エアロゾル放射科学の幕開け

[AAS07-02] EarthCARE/CPR Level-1データを用いた事例解析

*高橋 暢宏¹ (1.名古屋大学　宇宙地球環境研究所)

キーワード：地球観測衛星、ドップラーレーダ、雲観測

EarthCARE搭載雲プロファイリングレーダ（CPR）は、高感度な雲観測と、下向きドップラー速度観測が可能な非常にユニークなセンサである。CPRは、これまでの衛星搭載レーダでは観測できなかった非常に弱いエコーや、さまざまな場所における雲の動的な特徴を捉えることが期待されている。CPRのLevel 1データは、CPRがさまざまな種類の現象を検出していることを示しており、本報告では、CPRが観測したユニークな事例の一部を紹介する。
まず、グリーンランド、アラスカ、南極大陸上空などで観測された、周期的なドップラー速度の上下変動です。これらのケースでは、安定した大気条件下で発生し、地形によるトリガーで引き起こされた波構造が推測されます。最も典型的なケースは、1０月31日にグリーンランド上空で観測されたもので（軌道#02424）、深さ6km、最大ドップラー速度3～4m/s、波長約11kmを示しています。レーダーエコー、ATLIDのMie後方散乱、MSIの雲画像は、いずれも明瞭な波構造を示しています。MSIの観測から、EarthCAREの飛行経路は雲方向に対して約45度の角度を持っていたため波の波長は約6-7kmであることが分かります。他のケースでは、明瞭な深い波構造は観測されていません。このドップラー速度観測は、数値モデルシミュレーションの評価に役立つ可能性があると考えられる。
2番目のケースは、インドとサハラ砂漠上空の非常に弱く浅いエコーである。インド上空では、2種類の弱く浅いエコーが観測された。1つは、高度約2kmに現れ、一定の高度を持つエコーで、JAXAが偽エコーの可能性があるものとしてすでに報告しているものである。もう1つは、2km以下に現れるエコーで、偽エコーではない可能性があります。ATLIDからのMie後方散乱との比較では、後方散乱領域はほぼ同じ高度に現れていますが、高度は一定ではありませんでした。低層エコーとミー散乱の明瞭な関係は現時点では見られない。CPR観測の散乱源は昆虫が疑われる。サハラ砂漠上空の事例では、2km以下に弱いエコーが見られる。偽エコーのようにも見えるが、地表付近に広がっている。ATLIDのミー散乱は2.5km以下に非常に弱いエコーが見られる。砂漠のダストと推定される。これらの現象を理解するには、さらなる調査が必要である。
3番目のケースは日本海での冬季の寒気の吹き出しに伴う降雪雲である。今回は2024年12月26日および27日に観測されたものである。エコー高度は大陸に近い領域ではおよそ2 kmであったが日本に近いところでは、4から5 km程度に発達するとともにレーダ反射因子（Z）も大きく増加していた。ドップラー速度の特徴は大陸に近い領域では地表面付近から雲頂付近まで繋がった上昇気流（最大 3 m/s程度）とその周囲での下降気流が見られた。日本付近では、上昇気流の分布が下層から上層まで一様ではなくなっている。ただし、Zが大きくなっていることから降水粒子（雪、霰等）の落下速度が大きくなっていることを勘案する必要がある。