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宇 宙 からの 自 然 災 害 の 監 視 と 防 災 宇 宙 からの 地 球 観 測 講 演 会 鳥 取 環 境 大 学 2009 年 12 月 4 日 ( 独 ) 情 報 通 信 研 究 機 構 (NICT) 電 磁 波 計 測 研 究 センター 井 口 俊 夫 1

情 報 通 信 研 究 機 構 情 報 通 信 研 究 機 構 所 在 地 : 東 京 都 小 金 井 市 総 務 省 ( 旧 郵 政 省 )のもとの 独 立 行 政 法 人 発 祥 は 海 外 との 短 波 通 信 を 行 うための 研 究 が 中 心 であり そのための 電 離 圏 の 観 測 が 重 要 であった 現 在 は 新 世 代 ネットワーク 衛 星 通 信 から 環 境 計 測 など 幅 広 い 研 究 分 野 に 広 がる 2

お 話 ししたいこと 1. リモートセンシング 特 にレーダの 原 理 レーダの 原 理 映 像 レーダ( 合 成 開 口 レーダ) 雨 や 雲 を 測 るレーダ 2. 宇 宙 からのリモートセンシングによる 大 規 模 災 害 の 監 視 リモートセンシングによる 大 規 模 災 害 の 監 視 把 握 の 有 効 性 豪 雨 土 砂 災 害 地 震 森 林 火 災 等 の 観 測 例 災 害 予 知 による 被 害 軽 減 の 効 果 の 評 価 3. 災 害 予 測 に 貢 献 する 観 測 技 術 地 球 温 暖 化 の 進 行 に 伴 う 災 害 の 増 加 に 対 する 懸 念 温 暖 化 プロセスにおける 未 解 決 の 要 因 : 雲 エアロゾルの 役 割 とそのモデル 化 4. 災 害 対 策 危 機 管 理 に 求 められる 情 報 通 信 技 術 災 害 時 の 通 信 技 術 観 測 データの 伝 達 配 布 技 術 3

レーダーって? 4

レーダーとは Radar: Radio detecting and ranging 光 を 使 うと 電 波 で 検 知 し 距 離 を 測 る Light detecting and ranging lidar (ライダー) 音 を 使 うと Sound detecting and ranging sodar (ソーダー) 基 本 的 な 原 理 は 同 じ 5

距 離 測 定 の 原 理 速 度 C ( 電 波 や 光 なら 光 速 音 波 なら 音 速 ) パルス 送 信 機 標 的 受 信 機 パスル 送 信 からエコー 受 信 までの 時 間 差 T アンテナ エコー 距 離 R CT = 2R R = CT 2 6

実 際 の 例 ( 超 音 波 レーダー) 送 信 パルス 受 信 エコー 3.74ms 音 速 Cを340m/sとすると 距 離 R= CT/2 = 340 3.74 10-3 2 = 0.6358 [m] 64 [cm] 7

ドップラー 効 果 救 急 車 の 通 過 時 に 音 程 が 変 わる これは 動 いてい るものから 出 る 音 の 波 長 が 変 わ ることから 生 じ ドップラー 効 果 と 呼 ばれる 8

速 度 測 定 の 原 理 標 的 が 速 度 Vで 動 いていたら 送 信 機 送 信 周 波 数 f パルス 速 度 C 標 的 受 信 機 パスル 送 信 からエコー 受 信 までの 時 間 差 T アンテナ 受 信 周 波 数 f 距 離 R エコー 速 度 V R= CT f = C f V = f - f C 2 C - V f 9

映 像 レーダ( 合 成 開 口 レーダ)のしくみ 10

11

レーダによる 雲 の 観 測 雲 レーダと 従 来 の 気 象 レーダの 違 い 高 い 周 波 数 を 使 うことにより 雲 粒 からの 反 射 を 測 定 する 95 GHzレーダ 航 空 機 搭 載 用 容 器 に 格 納 航 空 機 G2 観 測 船 みらい レーダで 見 た 巻 雲 の 垂 直 分 布 (2000 年 10 月 31 日 ) 矢 印 で 示 した 時 間 の 雲 の 様 子 を 上 に 示 す 12

宇 宙 からの 電 波 による 地 球 観 測 の 特 徴 地 球 の 多 くの 場 所 を 観 測 できる 一 度 に 広 い 範 囲 を 観 測 できる 光 では 見 えないところが 見 える 雲 の 下 が 見 える 昼 夜 関 係 なく 観 測 できる 低 軌 道 衛 星 では 回 帰 してまで 観 測 を 待 つ 必 要 がある 運 用 に 自 由 度 があまりない 13

静 止 軌 道 の 衛 星 の 例 静 止 気 象 衛 星 ひまわり 最 も 身 近 な 人 工 衛 星 主 に 雲 の 様 子 を 測 る 測 定 した 雲 の 温 度 ( 雲 の 頂 上 の 高 さ)から 雨 量 を 推 定 できるが 精 度 が 低 い 雲 の 下 の 情 報 はわからない 雲 画 像 : 高 知 大 学 気 象 情 報 頁 http://weather.is.kochi-u.ac.jp/ 14

森 林 火 災 : スマトラ 島 On Sumatra and Borneo, scores of fires were billowing thick smoke across a wide area on October 13 and 14, 2004. These images of the burning are from the MODIS sensor on NASA s Aqua satellite. Start Date 2004-10-14 15

スマトラ 地 震 発 生 約 2 時 間 後 に 通 過 した 衛 星 搭 載 海 面 高 度 計 のデータをもとに 再 現 された 津 波 波 形 CNES HP 16

ハリケーンカトリーナによる 被 害 (ニューオリンズ) 被 災 前 ( 左 ) 被 災 後 ( 右 ) ASTER/TERRAによる 画 像 NASA home page 17

衛 星 からの 雨 の 観 測 電 磁 波 技 術 を 応 用 した 最 先 端 衛 星 センサーの 技 術 開 発 ( 高 精 度 高 分 解 能 新 機 能 ) 例 : 台 風 進 路 予 報 の 向 上 熱 帯 降 雨 観 測 衛 星 TRMM(1997 年 打 ち 上 げ) 災 害 被 害 の 防 止 軽 減 従 来 の 衛 星 画 像 (ひまわり) 次 世 代 衛 星 GPM 降 雨 観 測 衛 星 群 2013 年 打 ち 上 げ 予 定 18

衛 星 による 雨 の 観 測 手 法 雲 の 頂 上 の 温 度 ( 雲 の 高 さ)を 測 る 雨 粒 の 鉛 直 分 布 を 測 る 可 視 赤 外 放 射 計 ひまわり/JAMI TRMM/VIRS 降 雨 レーダ TRMM/PR 雨 粒 や 氷 粒 の 水 平 分 布 を 測 る 海 上 の 場 陸 上 の 場 合 合 マイクロ 波 放 射 計 TRMM/TMI Aqua/AMSR-E 2008/11/22 19

3つの 測 器 による 同 時 観 測 の 例 2008 年 台 風 13 号 SINLAKU ( 台 湾 付 近 ) 雲 の 温 度 ( 可 視 赤 外 放 射 計 ) 雨 の 水 平 分 布 ( 降 雨 レーダ) 雨 の 水 平 分 布 (マイクロ 波 放 射 計 ) 雨 の 鉛 直 分 布 ( 降 雨 レーダ) 20

ハリケーンカトリーナの 観 測 2005/8/25 フロリダ 半 島 上 陸 TRMM/PR( 降 雨 レーダ) 2005/8/28 ニューオ リンズ 接 近 時 21

衛 星 モニタリングによる 災 害 被 害 の 軽 減 : 台 風 /ハリケーン 観 測 の 例 降 水 データ 有 り 実 際 の 進 路 降 水 データ 無 し 改 善 された 初 期 位 置 台 風 の 進 路 予 測 による 被 害 軽 減 は 1マイルで1 億 円 との 試 算 TRMMデータ 利 用 による 熱 帯 性 低 気 圧 監 視 及 び 予 測 による 被 害 軽 減 : 毎 年 100-500 人 の 人 命 被 害 の 軽 減 (Adler, 2005) 22

TRMM( 熱 帯 降 雨 観 測 衛 星 )の 成 果 1997 年 11 月 打 ち 上 げ 世 界 初 の 降 雨 レーダ 搭 載 12 年 に 及 ぶ 継 続 観 測 ENSOの 解 明 地 球 温 暖 化 監 視 気 象 予 報 に 導 入 洪 水 予 測 へ 利 用 3 日 積 算 雨 量 洪 水 可 能 性 域 1997/98のエル ニーニョによる 降 水 量 の 変 動 がTRMMにより 始 めて 実 測 された 降 水 量 エルニーニョ 時 海 面 水 温 エルニーニョ 時 NASA アドラー 博 士 提 供 通 常 時 通 常 時 23

全 球 降 水 観 測 計 画 (GPM) 1 機 の 主 衛 星 と 複 数 機 の 副 衛 星 群 により 頻 度 の 高 い 全 球 の 降 水 観 測 を 実 現 日 本 が 開 発 提 供 する 二 周 波 降 水 レーダ( 観 測 範 囲 は 狭 いが 精 度 が 良 い)に より 主 衛 星 副 衛 星 群 に 搭 載 するマイクロ 波 放 射 計 データ( 頻 度 観 測 範 囲 が 広 いが 精 度 が 劣 る)による 降 水 量 推 定 精 度 を 高 める 主 衛 星 目 的 : 降 水 システムの 水 平 鉛 直 構 造 の 理 解 降 水 粒 子 情 報 の 取 得 副 衛 星 群 による 降 水 量 推 定 精 度 向 上 二 周 波 降 水 レーダ (DPR: 13.6GHz, 35.5GHz) 水 平 分 解 能 :~5 km, 鉛 直 分 解 能 :250 m 走 査 幅 : ~245 km 多 周 波 マイクロ 波 放 射 計 (GMI) H-IIAロケットによる 打 上 げ(2013 年 予 定 ) 太 陽 非 同 期 軌 道 軌 道 傾 斜 角 : 約 65, 高 度 : 約 407 km 副 衛 星 群 目 的 : 十 分 な 観 測 頻 度 ( 降 水 は 時 間 空 間 変 動 の 大 きな 物 理 量 ) 科 学 的 社 会 的 応 用 マイクロ 波 放 射 計 搭 載 の 衛 星 群 NASA, NOAA,その 他 機 関 によ り 実 現 3 時 間 で 全 球 の8 割 程 を 観 測 主 に 太 陽 同 期 極 軌 道 高 度 : 600~800 km 3 時 間 毎 の 全 球 降 水 マップ 高 精 度 かつ 高 頻 度 の 全 球 の 雨 の 分 布 を 作 成 準 リアルタイム で 提 供 24

GSMaPによる 全 球 降 水 モニタの 例 リアルタイム 版 全 球 降 水 マップ(GSMaP_NRT)による 2009 年 8 月 5 日 ~10 日 期 間 の 降 水 観 測 の 動 画 (6 時 間 毎 ) この 期 間 に 台 風 8 号 MORACOT が 台 湾 を 襲 い 洪 水 浸 水 や 地 すべりなど 人 的 物 的 に 甚 大 な 被 害 をもたらした (http://www.sharau.eorc.jaxa.jp/gsmap/index_j.htm) 25

全 球 洪 水 予 警 報 システム (GFAS) http://gfas.internationalfloodnetwork.org/gfas-web/ org/gfas-web/ 国 際 洪 水 ネットワーク(IFNet) 開 発 によるGFASはGPMから 得 られた リアルタイムの3 時 間 全 球 降 水 量 を 関 係 国 への 洪 水 情 報 を 配 信 するために 受 信 利 用 する 生 データ GPM (Global Precipitation Measurement) 上 流 域 での 降 水 情 報 オンライン 地 上 局 (NASA, JAXA) オンライン データ 処 理 システム (NASA, JAXA) リアルタイムの3 時 間 降 水 量 データ 洪 水 となりうる 降 水 量 で ある 可 能 性 の 推 定 > E-mail 現 2008/11/22 在 の 降 水 量 降 水 可 能 性 の 研 究 者 とかたるミニトーク 宇 宙 から 推 定 各 国 の 防 災 機 関 雨 を 見 る 洪 水 警 報! 26

大 気 中 の 温 室 効 果 気 体 濃 度 と 気 温 の 上 昇 27

気 候 変 動 予 測 精 度 の 現 状 国 際 的 な 気 候 変 動 評 価 報 告 であるIPCC-4 次 報 告 書 によ れば 現 在 実 施 されている 衛 星 観 測 を 含 んだ 全 観 測 を 用 いた 各 国 の 数 値 気 候 モデ ルによる 予 測 の 差 は100 年 後 の 全 球 平 均 気 温 で2~3Kに 達 している ( 精 度 100% 程 度 ) IPCC (2001) 気 候 変 動 予 測 精 度 が 不 十 分 100 年 間 の 全 球 平 均 気 温 の 予 測 ( 縦 軸 : 上 昇 温 度 横 軸 : 年 )IPCCによって 仮 定 された 社 会 発 展 のシナリオ 毎 各 国 の 数 値 気 候 モデル 毎 の 結 果 右 に 示 したエラーバーが 数 値 気 候 モデルによるモデル デ 間 の 予 測 差 を 示 している 28

気 候 変 動 予 測 における 雲 エアロゾルの 重 要 性 3 雲 エアロゾル 2 SW LW NET 1 0-1 - 2-3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Models 各 バーは 不 確 定 量 を 表 す 各 国 の 気 候 モデルによる( 横 軸 ) 雲 の 気 候 への 影 響 温 暖 化 の 原 因 要 素 別 に 見 た 気 候 への 影 響 力 の 大 きさ 力 の 大 きさ( 縦 軸 ) ( 縦 軸 )と 現 状 の 評 価 での 不 確 定 量 (エラーバー) 雲 による 影 響 力 は 正 なのか( 温 暖 化 加 速 ) 負 な 温 暖 化 気 体 類 は 影 響 力 が 大 きいがその 大 きさ のか( 温 暖 化 減 速 )なのかすら 統 一 的 な 回 答 に 至 っ の 不 確 定 量 は 少 ない; ていない エアロゾル 類 は 影 響 力 が 無 視 できない かつ その 大 きさの 不 確 定 量 は 極 めて 大 きい 29

衛 星 からの 雲 の 観 測 衛 星 搭 載 ミリ 波 測 雲 レーダ(CPR)の 研 究 開 発 (JAXA/ESA 共 同 ) 上 層 の 雲 : 地 表 からの 熱 を 閉 じ 込 め 温 暖 化 を 促 進 アースケア 衛 星 2013 年 打 ち 上 げ 予 定 透 過 反 射 吸 収 雲 の 垂 直 構 造 が 分 からないので 温 暖 化 か 冷 却 か 分 からない 下 層 の 雲 : 日 射 をさえぎり 地 球 を 冷 却 地 球 衛 星 からレーダとライダで 雲 の 鉛 直 構 造 を 全 球 で 測 定 地 球 温 暖 化 解 明 に 寄 与 30

気 候 変 動 に 対 する 要 素 : 雨 雲 エアロゾル 系 と 研 究 の 進 め 方 衛 星 観 測 による 比 較 検 証 予 測 結 果 スパコンによ る 気 候 シミュ レーション 31

災 害 対 策 危 機 管 理 のための 情 報 通 信 技 術 の 全 体 像 ( 安 心 安 全 な 社 会 実 現 に 向 けた 情 報 通 信 技 術 : 総 務 省 ) 通 信 衛 星 フレキシブルな 通 信 機 再 構 成 技 術 GIS 技 術 災 害 対 策 本 部 等 都 道 府 県 全 IP 化 防 災 通 信 網 官 邸 関 連 省 庁 等 通 信 衛 星 デジタル 無 線 技 術 消 防 署 ( 一 対 一 通 信 ) 警 察 署 等 狭 域 被 災 情 報 収 集 アドホック ( 音 声 写 真 映 像 ) 防 災 放 送 ( 相 無 互 線 通 信 ) 衛 星 技 術 都 市 環 境 監 視 技 術 市 区 町 村 ( 相 互 連 携 性 ) (セキュリティ 堅 牢 性 ) 被 災 者 への 安 否 災 害 避 難 情 報 配 信 無 線 LAN ワンセグサービス 被 災 者 通 信 衛 星 小 型 受 信 アンテナ 晴 天 昼 間 時 の 広 域 情 報 (ヘリテレ 衛 星 通 信 等 ) 噴 煙 雨 天 夜 間 時 の 広 域 情 報 (リアルタイム 映 像 レーダ 技 術 ) 広 域 情 報 ( 衛 星 観 測 技 術 ) アドホック 被 災 監 視 センサーネットワーク 電 子 タグ 被 災 情 報 収 集 技 術 帰 宅 困 難 者 32

Ku 帯 ヘリコプター 衛 星 通 信 システムによる 映 像 伝 送 システム Ku 帯 通 信 衛 星 を 利 用 して 被 災 地 で 撮 影 したヘリコプター 撮 影 映 像 等 を 災 害 対 策 本 部 等 に 直 接 伝 送 するシステム 1 ヘリコプターブレードの 間 隙 をねらって 電 波 を 送 信 する 機 能 2 ヘリコプターと 本 部 との 間 のデータ 通 信 機 能 3 MPEG4 規 格 での 1.5 Mbps 動 画 伝 送 機 能 4 被 撮 影 地 ( 被 災 地 ) 位 置 を3 次 元 地 図 を 用 いて 高 精 度 に 特 定 する 機 能 などを 有 する GPSジャイロアンテナ ヘリコプター 後 部 電 源 伝 送 画 像 例 直 接 衛 星 通 信 撮 影 位 置 特 定 装 置 アクティブフェーズドアレー カメラポッド 通 信 ラック 12GHz 帯 14GHz 帯 ヘリコプターから 衛 星 に 直 接 通 信 すれば 中 継 基 地 の 制 約 が 無 いのでいつでもどこでも リアルタイムで 災 害 映 像 を 伝 送 する 事 が 可 能 災 害 対 策 本 部 救 急 医 療 機 関 映 像 撮 影 33

ネットワークの 中 の 衛 星 通 信 の 位 置 づけ, 役 割 人 工 衛 星 広 域 高 速 移 動 体 への 通 信 手 段 の 提 供 遠 隔 地 へのブ ロードバンドアク セス 手 段 の 提 供 災 害 時 等 のロバストな 通 信 手 段 の 提 供 観 測 情 報 のリア ルタイム 通 信 手 段 の 提 供 地 上 系 無 線 ネットワーク 地 上 系 ブロードバンド ネットワーク 34 34

衛 星 通 信 を 活 用 した 避 難 誘 導 (ETS-VIIIによる 実 証 実 験 例 ) 通 信 衛 星 を 用 いて 被 災 者 に 安 全 な 避 難 所 の 情 報 を 一 斉 同 報 し また 双 方 向 通 信 により 災 害 対 策 機 関 で 被 災 状 況 避 難 状 況 を 共 有 把 握 することができる 警 察 等 避 難 所 A 一 斉 同 報 の 活 用 ICタグ 誘 導 ICタグ 情 報 読 み 込 み 地 図 に 避 難 状 況 表 示 災 害 対 策 本 部 被 災 者 被 災 者 は 本 部 からの 情 報 電 柱 のICタグ 情 報 を 基 に 避 難 所 へ 避 難 対 策 本 部 では 被 災 者 の 位 置 情 報 被 災 者 の 安 否 情 報 の 確 認 と 同 時 に 被 災 者 に 安 全 な 避 難 場 所 警 察 等 機 関 に 被 災 者 の 誘 導 指 示 を 通 知 することで 適 切 な 避 難 誘 導 が 可 能 避 難 所 B 35

1 災 害 状 況 把 握 大 容 量 通 信 衛 星 を 用 いて 災 害 現 場 のリアルタイム 映 像 を 鮮 明 な 画 像 で 災 害 対 策 本 部 に 伝 送 できる 超 高 速 インターネット 衛 星 WINDS 衛 星 通 信 を 活 用 したリアルタイム 映 像 伝 送 WINDS 2 遠 隔 医 療 大 容 量 通 信 衛 星 を 用 いて 避 難 所 の 傷 病 者 の 状 況 を 遠 隔 地 の 医 師 に 伝 えるこ とができ 避 難 所 に 最 適 な 応 急 処 置 を 指 示 する 遠 隔 医 療 が 可 能 になる ビデオカメラ ビデオカメラ ポータブル 電 話 被 災 地 傷 病 者 避 難 所 病 院 ポータブル 電 話 災 害 対 策 本 部 被 災 地 の 状 態 を 確 認 医 師 傷 病 者 の 状 態 を 確 認 36

NICTの 技 術 を 使 った 震 災 対 策 の 提 案 例 合 成 開 口 レーダ (SAR)による 撮 影 高 低 差 を 含 む 地 形 分 類 地 図 地 盤 増 幅 度 地 形 図 (DEM) ( 湿 地 台 地 等 ) ( 揺 れやすさ) 地 図 迅 速 な 国 際 貢 献 が 可 能 震 災 対 策 対 応 データ 人 工 衛 星 (きずな きく8 号 等 ) 水 害 対 策 対 応 データ 自 国 での データ 取 得 地 形 分 類 アルゴリズム 全 世 界 対 応 増 幅 度 推 定 アルゴリズム 各 国 政 府 消 防 機 関 への 迅 速 な 情 報 提 供 全 世 界 の 地 形 に 対 応 ボーリング 調 査 不 要 防 災 減 災 DEMの 取 得 災 害 対 策 対 応 のためのデータ 作 成 手 法 の 開 発 情 報 の 配 信 37

衛 星 リモートセンシングによる 災 害 監 視 まとめ 各 種 のリモートセンシング 技 術 の 発 達 により 地 球 上 で 発 生 する 多 くの 広 域 災 害 を 監 視 することができる 暴 風 雨 地 震 津 波 土 砂 災 害 森 林 火 災 災 害 の 規 模 や 発 生 場 所 によっては 衛 星 観 測 が 唯 一 の 手 段 光 学 観 測 とレーダ 観 測 を 組 み 合 わせれば 昼 夜 天 候 によら ないデータ 取 得 可 能 モニタリングと 迅 速 なデータ 配 布 により 対 策 立 案 に 寄 与 暴 風 雨 等 ある 程 度 予 測 可 能 性 があるものは 人 命 財 産 の 損 失 軽 減 に 大 きな 寄 与 気 候 変 動 など 長 期 的 な 環 境 変 化 の 監 視 地 球 温 暖 化 の 科 学 研 究 への 寄 与 予 測 技 術 の 精 度 向 上 を 通 しての 災 害 被 害 の 軽 減 38

全 体 のまとめにかえて 災 害 に 取 り 組 むために 以 下 の3 分 野 に 一 体 的 に 取 り 組 む 必 要 がある; 情 報 の 収 集 : リモートセンシング 技 術 観 測 プラット フォームの 統 合 化 情 報 の 伝 送 : 迅 速 な 情 報 伝 送 信 頼 性 確 保 情 報 の 処 理 : 可 視 化 予 測 技 術 39

40

3 時 間 後 予 報 衛 星 データ 同 化 による 予 報 精 度 の 向 上 AMSR-Eあり AMSR-Eなし 実 際 の 雨 量 (レーダ) 2004 年 7 月 福 井 豪 雨 の 例 3 時 間 後 6 時 間 後 予 報 6 時 間 後 9 時 間 後 予 報 9 時 間 後 [mm/3 時 間 ] ( 画 像 提 供 : 気 象 庁 ) データ 同 化 とは 数 値 天 気 予 報 において 収 集 した 観 測 データの 情 報 を 数 値 予 報 モデルに 取 り 込 む( 同 化 する)こと をいう このとき 予 報 モデルによる 予 測 の 正 確 さは 集 めた 観 測 から 作 成 した 現 在 の 状 態 ( 初 期 値 )の 正 確 さに 依 存 し 精 度 良 い 観 測 を 多 数 かつ 均 質 に 取 得 することが 重 要 である 41

主 衛 星 GPM 計 画 ( 日 米 共 同 ) Constellation 衛 星 群 二 周 波 降 水 レーダ (DPR) マイクロ 波 放 射 計 (GMI) マイクロ 波 放 射 計 搭 載 降 水 の 高 精 度 観 測 Constellationのマイクロ 波 放 射 計 の 校 正 降 水 の 高 頻 度 観 測 開 発 体 制 予 定 されている 衛 星 : JAXA&NICT : DPR NASA, NOAA, NASA : 衛 星 バス GMI CNES-ISRO China, others 2 satellites 全 球 の 降 水 を 3 時 間 でカバー 8 satellites Blue: Inclination ~65º (GPM core) Green: Inclination ~35º (TRMM) 42

4 時 間 前 の 世 界 の 雨 分 布 を 見 る 2008/11/22 研 究 者 とかたるミニトーク 宇 宙 から 雨 を 見 る http://sharaku.eorc.jaxa.jp/gsmap/index_j.htm 43

地 上 からの 雨 の 観 測 雨 量 計 地 上 レーダ 2008/11/22 研 究 者 とかたるミニトーク 宇 宙 から 雨 を 見 る 44

台 風 の 中 を 見 る 2008/11/22 研 究 者 とかたるミニトーク 宇 宙 から 雨 を 見 る 45

台 風 中 心 位 置 決 定 の 精 度 向 上 数 値 予 報 モデル 自 体 の 改 善 に 加 えて データ 同 化 手 法 の 高 度 化 衛 星 等 の 新 規 データの 利 用 を 進 めた 結 果 近 年 台 風 の 中 心 位 置 の 予 報 精 度 が 向 上 24 時 間 予 報 の 台 風 中 心 位 置 誤 差 ( 予 報 と 解 析 の 差 )は 1982 年 頃 は 平 均 で 約 200kmだったが 最 近 3 年 間 の 平 均 は 約 107kmと 半 分 程 度 に 減 少 観 測 データの 解 析 による 中 心 位 置 決 定 でも 速 報 値 ( 即 時 発 信 静 止 衛 星 の み 利 用 )とマイクロ 波 放 射 計 の 観 測 値 を 比 較 すると 台 風 中 心 位 置 が46km 改 善 するなど 20% 程 度 の 事 例 で 大 幅 に 改 善 台 風 中 心 位 置 決 定 の 事 例 (2004 年 台 風 25 号 :11 月 20 日 03 時 ) 速 報 値 :12.4 N,118.4E 46[km]の 差 静 止 衛 星 雲 画 像 2008/11/22 研 究 者 とかたるミニトーク 宇 宙 から AMSR-E:12.0 N,118.3E 衛 星 マイクロ 波 放 射 計 (AMSR-E) 雨 を 見 る ( 画 像 提 供 : 気 象 庁 ) 46

台 風 観 測 の 蓄 積 と 公 開 PRによる 台 風 ハリケーン サイクロンの3 次 元 構 造 の 観 測 台 風 速 報 (クイックルック 画 像 )と 台 風 データベース( 画 像 データ)の 公 開 情 報 の 蓄 積 と 公 開 ハリケーン カトリーナ (2005 年 ) 2008/11/22 たデータを 取 得 台 風 研 究 の 研 基 究 礎 者 とかたるミニトーク データとして 蓄 積 宇 公 宙 開 から 雨 を 見 る 2007 年 台 風 4 号 これまで 観 測 のなかった 海 洋 上 の 台 風 ハリケーン サイクロンのさまざまな 発 達 段 階 を 捉 え 47

熱 帯 降 雨 と 大 気 の 循 環 熱 帯 降 雨 : 地 球 大 気 循 環 の 主 要 な 熱 エンジン その 定 量 的 観 測 は 気 候 変 動 や 異 常 気 象 の 研 究 に 不 可 欠 可 視 赤 外 センサーでは 直 接 観 測 できない 通 常 年 の 大 気 循 環 エルニーニョの ニョの 年 の 大 気 循 環 赤 道 北 赤 道 北 大 洋 州 暖 かい 水 暖 かい 水 冷 たい 水 冷 たい 水 W E 南 米 大 洋 州 W E 南 米 エルニーニョは 熱 帯 太 平 洋 全 域 にわたる 大 気 海 洋 の 変 動 であり 世 界 各 地 で 異 常 気 象 が 起 こることが 知 られている 赤 道 の 貿 易 風 が 弱 2008/11/22 まることで 通 常 低 い 中 東 部 赤 道 太 平 洋 の 研 海 究 面 者 水 とかたるミニトーク 温 が 上 昇 し 強 い 対 流 宇 の 宙 発 生 から 場 所 が 変 わるため 大 気 の 循 環 場 を 大 きく 変 える 雨 を 見 る 48

AMSR-Eによる 海 面 水 温 観 測 通 常 の 海 面 水 温 2008 年 10 月 16~20 日 エルニーニョ 時 の 海 面 水 温 2006 年 10 月 16~20 日 監 視 領 域 の 海 面 水 温 変 動 2002 年 5 月 ~ 2008 年 11 月 49

エルニーニョによる 雨 の 分 布 の 変 化 エルニーニョの 例 :1998 年 1-3 月 降 雨 レーダによる 雨 の 分 布 海 面 水 温 の 分 布 25 50 75 100 125 150 200 250 300 400 500 [mm/ 月 ] ラニーニャの 例 :1999 年 1-3 月 降 雨 レーダによる 雨 の 分 布 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 [ ] 海 面 水 温 の 分 布 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 [ ] 25 50 75 100 125 150 200 250 300 400 500 [mm/ 月 ] 2008/11/22 研 究 者 とかたるミニトーク 宇 宙 から 雨 を 見 る 50

雨 のデータの 応 用 利 用 例 降 雨 レーダによる 日 周 変 化 観 測 1998 年 3 月 - 1999 年 2 月 午 後 の 降 雨 ( 地 方 時 : 12 時 -18 時 ) 午 前 の 降 雨 ( 地 方 時 : 6 時 -12 時 ) 3 日 積 算 雨 量 洪 水 可 能 性 域 NASA アドラー 博 士 より 提 供 午 前 に 雨 が 多 い 午 後 に 雨 が 多 い -10 10 名 古 屋 大 学 中 村 教 授 より 提 供 TRMM 以 前 には 陸 上 の 地 点 データ でしか 捉 えられなかった 雨 の 日 変 化 が 降 雨 レーダの 利 用 により 初 めて 広 域 かつ 面 的 に 明 らかになった 陸 上 で 午 後 の 雨 が 多 く( 赤 色 ) 海 洋 沿 岸 域 で 午 前 の 雨 が 多 い( 青 色 ) 島 のサイズが 大 きくなるにつれて 降 水 ピーク 時 間 帯 が 遅 くなる 2008/11/22 雨 の 観 測 から 潜 在 的 な 洪 水 可 能 性 域 と 地 すべり 可 能 性 域 を 推 定 し た 研 究 例 カリブ 海 の 熱 帯 低 気 圧 ノエル によ る 豪 雨 は 2007 年 10 月 30 日 ~11 月 1 日 の 積 算 雨 量 が ドミニカ 共 和 国 で250mm 以 上 実 際 に この 地 域 で ノエル による 洪 水 および 地 すべりにより 100 人 以 上 が 死 亡 数 千 人 が 家 を 失 った 51

JAXA/ EORC 世 界 の 雨 分 布 速 報 http://sharaku.eorc.jaxa.jp/gsmap/index_j.htm ミャンマーを 直 撃 したサイクロンNARGIS による 降 雨 (2008 年 4 月 28 日 ~5 月 4 日 のアニメーション) 熱 帯 降 雨 観 測 衛 星 (TRMM)などの 地 球 観 測 衛 星 の 観 測 データを 用 いて 準 リアルタイ ム( 観 測 後 約 4 時 間 )での 高 分 解 能 の 世 界 の 雨 量 の 分 布 図 を 作 成 し その 画 像 をインター ネット 上 で 公 開 1 時 間 毎 に 提 供 ( 更 新 ) 過 去 24 時 間 の 雨 分 布 のアニメーション 画 像 や GoogleEarthでも も 見 ることができる 52

標 的 は 固 い 物 とは 限 らない? ここまでの 話 では 標 的 は 全 て 固 い 物 ハードターゲット ( 壁 車 飛 行 機 ロケット 等 ) 雨 や 雪 霧 などでも 同 じような 反 射 が 起 こる 雨 などがない 晴 れた 大 気 でも 反 射 が 起 こり 同 じ 原 理 で 距 離 や 速 度 などが 計 測 できる ソフトターゲット 気 象 レーダー 大 気 レーダー 53

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