EarthCARE
EARTH CLOUD AEROSOL AND RADIATION EXPLORER

雲の厚みと動きを測る

従来の衛星画像は、雲頂の模様を広く見るのは得意だった。しかし気候モデルに必要なのは、雲の中がどの高さでどれだけ濃く、粒子が上下にどう動いているかである。JAXAとNICTのCPRは、Wバンドの電波で雲の内部構造と鉛直速度を測る。

エアロゾルと放射をつなぐ

ATLIDはレーザーで薄いエアロゾル層を測り、MSIは周囲の雲場を画像として補う。BBRは大気上端の広帯域放射を測る。4機器を同時に使うことで、粒子、雲、放射の因果関係をひとつの観測列にまとめる。

予報モデルへ戻す衛星

EarthCAREの成果は、美しい画像よりも数値モデルの改善に効く。雲の鉛直速度や放射収支を観測で縛ることで、将来気候予測の幅を小さくすることが狙いである。

雲を横から切る

通常の衛星画像は、雲の上面を見下ろす視点になりやすい。EarthCAREはレーダとライダーで雲の縦断面を作り、雲底、雲頂、薄いエアロゾル層、降水に近い粒子の分布を同じ軌道上で重ねる。気候モデルが欲しいのは、白い雲の模様ではなく、どの高度にどんな粒子がどれだけあるかという内部構造である。

冷やす雲と温める雲を分ける

低い厚い雲は太陽光を強く反射して地表を冷やしやすく、高い薄い雲は地球から逃げる赤外放射を閉じ込めやすい。EarthCAREは雲とエアロゾルを放射計の測定と結びつけ、雲がその場で地球を冷やしているのか、温めているのかを観測から判断する材料を作る。

EarthCAREは「同じ雲を4つの物差しで同時に測る」ための衛星である。レーダ、ライダー、イメージャ、放射計を別々の衛星に分けると、雲は時間差で変わってしまう。同じ軌道上で重ねることで、雲粒子と放射の関係を直接モデルへ渡せる形にした。

低めの軌道で縦に細かく見る

EarthCAREは高度約393kmという比較的低い太陽同期軌道から観測する。地球に近いぶん、レーダやライダーの鉛直分解能と信号を確保しやすい。一方で大気抵抗や運用寿命との兼ね合いがあり、気候衛星としては大胆な設計判断でもある。

欧州と日本の得意分野を合わせる

ESAは衛星全体とATLID、MSI、BBRを担当し、日本側はCPRという中核の能動センサを支える。雲の高さを測る欧州のライダーと、日本の雲レーダが同じ軌道で重なることで、単独機器では届かない気候観測になる。