水循環とGHG測定 - 2つの機能を併せ持つGOSAT-GWはどう活躍するのか

6月24日、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が2019年から開発してきた温室効果ガス・水循環観測技術衛星(GOSAT-GW)が打ち上げられる。GOSAT-GWは、気象や海況に関わる水蒸気や海面水温といった地球表面の水の状態を観測するセンサと、二酸化炭素(CO₂)やメタンといった温室効果ガスを観測するセンサを備えた、“地球環境の今を知る衛星”。その性能としては、環境観測技術衛星II型「ADEOS-II(みどりII)」、米国航空宇宙局(NASA)の衛星「Aqua」、水循環変動観測衛星「GCOM-W1(しずく)」シリーズから引き継いだ機能と温室効果ガス観測技術衛星「GOSAT(いぶき)」、温室効果ガス観測技術衛星2号「GOSAT-2(いぶき2号)」シリーズの機能を併せ持つ、ハイブリッド衛星となっている。

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  打ち上げ前のGOSAT-GW。(c)JAXA

GCOM-W1から引き継ぐ高性能マイクロ波放射系3「AMSR3(アムサー3)」は、地表や大気から放射される非常に弱い自然の電波(マイクロ波)を測定し、水蒸気や地表の降雪、海氷など水の状態を観測するセンサ。2002年に打ち上げられた初代AMSRからAMSR2まで連続して20年以上も地球全体の水の動きを観測してきた。

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  GOSAT-GWの高性能マイクロ波放射系3「AMSR3(アムサー3)」。円形のアンテナで地表から放射されるマイクロ波を観測する。(c)JAXA

AMSRシリーズ長期の観測データの蓄積に加え、AMSR3は新しい周波数帯に対応したことで降雪を観測できるようになり、世界の平易近海面水位の予測精度向上が期待できる。JAXAが提供する世界の降水量マップ「GSMaP」は、降雪観測が可能になったことでより極域までデータが行き届くようになる。気象分野では、台風の中心位置の予測は現在200km以上もずれがあるというが、AMSR-2のデータを気象予報に組み込むことでさらなる精度向上が期待できるとのこと。台風や集中豪雨の予測など、暮らしの安全に直結した気象予報が高精度化し、地球の水の動きのシミュレーションにも役立つ。

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  AMSRシリーズの発展と観測データの種類(出所:5月20日「GOSAT-GWの開発」より)

海面水温の観測データがより高解像度になることで、漁場予測による水産業の支援にも欠かせないデータとなる。これまでAMSR-2のデータはカツオやマグロといった沖合の漁業で利用されてきたが、AMSR3のデータは沿岸に近いイワシ、サバ、アジなどの漁業にも活用されるという。高感度のセンサが集魚灯の光を観測するため、夜間に違法操業を行う不審船のモニタリングも可能だ。海氷の分布のデータが高精細になり、海氷の形状をより細かく知ることで北極海航路の安全にも貢献する。

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  AMSR3運用前後の変化(出所:5月20日「GOSAT-GWの開発」より)

衛星とセンサの開発・製造を担当した三菱電機 鎌倉製作所 衛星情報システム部先進衛星システム課の井口岳仁氏は、「NOAA(米国海洋大気庁)が長くAMSR-Eを運用できたことで、有用なデータが取れ続けたことを評価されていると思っている」とコメントした。三菱電機はAMSRに先立つ海洋観測衛星「MOS-1(もも1号)」搭載のマイクロ波放射計「MSR」からセンサ開発を手掛けており、38年にわたる運用実績がさらに蓄積されることになる。

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