EarthCAREの相乗効果で雲とエアロゾルの力が明らかに

ザックリと雲の表面で太陽光を反射して冷却、地表からの赤外線を雲とエアロゾルで吸収して温暖化というシステム。実態をアースケアで解明しようとしてます。以下。機械翻訳。

EarthCAREの相乗効果で雲とエアロゾルの力が明らかに
2024年10月16日
欧州宇宙機関/アプリケーション/地球を観察する/未来EO/アースケア
ESA の EarthCARE 衛星に搭載された各機器からの初期画像が手元に届いたので、これら 4 つの高度なセンサーが相乗的に機能して、雲とエアロゾルが大気の加熱と冷却にどのような影響を与えるかを正確に測定する方法を明らかにするときが来ました。

イタリアのミラノで開催中の国際宇宙会議で本日発表されたこれらの新しい結果は、EarthCARE の機器が同時に雲とエアロゾルのさまざまな測定を行えることを明らかにしています。これらの相乗的な測定により、地球の繊細なエネルギーバランスに関する重要な洞察が得られることが期待されます。

エネルギーバランスは、地球が太陽から受け取るエネルギーの量と、地球が宇宙に放出する熱放射の量を表します。雲、エアロゾル、温室効果ガスなど、さまざまな要因の影響を受けるこのバランスは、地球の気候を調節するために不可欠です。

雲とエアロゾルは一般的に大気を冷却するのに役立つことが知られていますが、入ってくる熱と出ていく熱との相互作用は非常に複雑で、まだ完全には理解されていません。

EarthCARE in synergy
EarthCAREの相乗効果
2024年5月に打ち上げられるEarthCAREは、ESAと宇宙航空研究開発機構（JAXA）の共同事業によって実現されたミッションであり、雲やエアロゾルが入射する太陽エネルギーを宇宙に反射し、放出される赤外線エネルギーを閉じ込める仕組みを理解するために、大気のさまざまな側面を測定するという重要な任務を担っています。

ESAの地球観測プログラムディレクター、シモネッタ・チェリ氏は、「まだミッションの初期段階にあり、衛星の運用開始段階で忙しいが、本日発表する成果は本当に注目に値する」と述べた。

「これらの結果は、4つの機器すべてと複雑なデータ処理方法が非常にうまく機能していることをさらに裏付けるだけでなく、それらの組み合わせによる測定の威力を浮き彫りにしています。これは、ミッションが目的達成に向けて順調に進んでいることを示しています。」

「9月18日に撮影されたデータは、中央ヨーロッパからスウェーデンまで広範囲に渡る様子を示しています。特に注目すべきは、今日私たちがいるミラノ付近の北イタリア上空の雷雨のさまざまな特徴が明らかになっていることです。」


EarthCAREの雲プロファイリングレーダーは雪、雨、雹を検出します
JAXA が提供した EarthCARE の雲プロファイリング レーダーは、雲の垂直構造と内部ダイナミクスに関する情報を示し、大気ライダーはエアロゾルと薄い雲のプロファイルと雲頂情報を提供し、マルチスペクトル イメージャーは複数の波長で広範囲の概要を提供し、広帯域放射計は地球から放射される太陽の反射放射と赤外線を測定します。

上記のアニメーションは、EarthCARE の相乗効果を示す 2 つの重要な機能を強調しています。

マルチスペクトル イメージャーはシーン全体のコンテキストを提供しますが、アニメーションはまず、北イタリアと北コルシカ島を襲った最近の雷雨に焦点を当てています。この嵐はイタリアのエミリア ロマーニャ地方で深刻な洪水を引き起こし、中央ヨーロッパの一部を壊滅させた嵐ボリスに関連する大規模な対流システムの一部でした。

アニメーションのこの段階では、雲プロファイリング レーダーが雷雲内で形成された大きな粒子からほとんどのデータを提供します。次に、大気ライダーが雲の最上部にある 1～2 km の層を検出し、雲頂の氷層に関する重要な詳細を明らかにします。


EarthCAREの大気ライダーはエアロゾルと薄い雲を検出します
雲プロファイリング レーダーとライダーの完全な相乗効果は、雲の上部近くに焦点を合わせると明らかになります。このとき、両方の機器が補完的なデータを提供し、より詳細な雲の特性評価が可能になります。

最終的に、EarthCARE の使命は、雲とエアロゾルが大気をどこで温めているか、または冷やしているかについての洞察を提供することであり、これらの初期の相乗的な結果はこれを効果的に実証しています。

雷雨の上部では、宇宙への熱放射の放出量が多いため、強い冷却効果が現れます。この冷却層の下にある濃い雲が地球の表面から放射される熱を吸収し、温暖化効果を生み出します。

第二に、アニメーションではスウェーデン上空の巻雲が強調されています。これは高高度の氷雲形成の一部です。これらの雲は、薄く見えて太陽光を透過して地球の表面を温める一方で、地球の表面から放出される熱放射を閉じ込めて宇宙に逃げるのを防ぐため、気候科学にとって特に重要です。この二重の効果により、大気全体が温暖化します。

雷雨とは対照的に、大気ライダーは高度 8 ～ 13 km の巻雲のほぼ全体に関する情報を提供しますが、レーダーは主に、より大きな氷の結晶が形成される下層領域に焦点を当てています。ただし、下 2 km では、レーダーとライダーの両方がデータを提供し、巻雲のかなりの部分で相乗的な取得が可能になります。


EarthCAREが大気の加熱を検知
巻雲の全体的な加熱効果、特に上層部の加熱効果は、雲が上空からの太陽放射と下空からの地球表面から放射される熱放射の両方を吸収する場所で顕著です。この温暖化効果は、雲が厚くなり、より大きな氷粒子が形成されて地球からの熱放射を遮る地域では中断されます。

これらの高密度領域では、雲頂は宇宙に熱放射を放出することで冷却されます。これらの局所的な冷却効果にもかかわらず、巻雲は大気全体の温暖化に寄与します。

その他の特徴としては、ドイツ上空の汚染関連の煙霧と関連していると思われる低レベルのエアロゾル層や、バルト海南部上空の低高度の海洋雲などがある。

ESAのEarthCAREミッション科学者トルステン・フェール氏は、「この初期段階でデータが利用可能になったことは、EarthCAREチーム、特に これらのデータ製品を開発した科学者たちの素晴らしい仕事の証です。これは、雲とエアロゾルの両方を同時に直接測定し、それらが気候に与える影響を前例のない方法で評価できるEarthCAREのユニークな能力を強調しています。」と述べました。

JAXA もシナジストデータの処理に忙しくしています。詳しくは、 EarthCARE によるシナジスト雲画像をご覧ください。

JAXAの地球観測ミッション担当主任である前島仁典氏は、「4つのセンサーからの測定を組み合わせることで、EarthCAREはさまざまな種類の雲、エアロゾル、およびその機能を捉えることができます。これはESAとJAXAの協力の象徴です」と語った。