サイエンスクリップ

Vân を thấy つめ, khí chờ 変 động dư trắc を tinh xảo に ngày Âu vệ tinh “はくりゅう” đánh ち thượng げへ

2024.05.24

Thảo hạ kiện phu /サイエンスポータル biên tập bộ

Khí chờ 変 động dư trắc の tinh xảo hóa を mục chỉ す ngày Âu cộng đồng khai phát の quan trắc vệ tinh “はくりゅう ( アースケア )” が, nguyệt nội にも đánh ち thượng げられる. Đại khí trung の vân viên や hạt siêu vi の dạng tử, vân の lập thể cấu tạo や sĩ tổ みを, chở khách する4つ の quan trắc máy móc を liền huề させて giải き minh かす. Nhật Bản はこ の うち, vân の tường しい lập thể cấu tạo を điều べるレーダーを khai phát した. Thế giới sơ の, vân viên や vũ viên の vuông góc phương hướng の tốc độ を bắt える vệ tinh chở khách レーダーとして, chờ mong が tập まっている.

はくりゅうの想像図(ESA、ATGメディアラボ提供)
はくりゅう の tưởng tượng đồ ( ESA, ATGメディアラボ cung cấp )

“Thủy をつかさどる thần thú” いざ thiên を mục chỉ す

はくりゅうは, không gian vũ trụ で pin mặt trời パネルやアンテナを quảng げた toàn trường が17.2メートル, đánh ち thượng げ khi の trọng さが2.3トン. Độ cao 400キロをほぼ nam bắc に hồi る quỹ đạo を1 chu 90 phân で phi び, 25 ngày かけ địa cầu をくまなく bắt える. Thiết kế thượng の thọ mệnh は3 năm. Mễ スペースX xã の đại hình ロケット “ファルコン9” に chở khách され, カリフォルニア châu の バンデンバーグ vũ trụ quân căn cứ から, 24 ngày khi điểm の tình báo では29 ngày にも đánh ち thượng げられる kế hoạch だ. Âu châu vũ trụ cơ quan ( ESA ) がドイツ の quản chế thi thiết で vận dụng し, quan trắc データがイタリア の ESA thi thiết や vũ trụ hàng không nghiên cứu khai phát cơ cấu ( JAXA ) を kinh て, quốc nội の nghiên cứu giả らに cung cấp される.

アースケア ( EarthCARE ) の danh は, tiếng Anh で địa cầu を ý vị する単 ngữ “Earth” と, vân と hạt siêu vi ( エアロゾル ), phóng xạ を điều べる giả の ý の “Cloud Aerosol and Radiation Explorer” の đầu văn tự の tổ み hợp わせに ngọn nguồn する. “Địa cầu をケアするため の quan trắc” に quải けた mệnh danh の ようだ.

はくりゅうは, JAXAが4 nguyệt に phát biểu した cùng danh. Vệ tinh bản thể が bạch く, pin mặt trời パネルが thon dài い đuôi の ように thấy えることから, tưởng tượng thượng の sinh き vật “Bạch long” に thấy lập てた. JAXAは “Long は thủy をつかさどる thần thú とされ, đại khí の メカニズム giải minh を mục chỉ すという mục đích にふさわしい. Bạch long は tốc く phi べ, cao tốc で chu hồi する vệ tinh の イメージにも hợp う” などと thuyết minh している.

Vân の lập thể cấu tạo の lý giải が đầu đề に

Khí chờ 変 động dư trắc はコンピューター の シミュレーションなどで hành うが, nhân loại は quan liền する hiện tượng を lý giải しきれておらず, không xác thật tính が bạn う. そ の đại きな muốn nhân が, vân や hạt siêu vi の hiệu quả だという. Vân には, mặt đất から ra る nhiệt をいったん hút thâu し, một bộ をまた lệ して mặt đất を ôn める hiệu quả や, ánh nắng を phản xạ する hiệu quả がある. こうしたエネルギー の バランス “Phóng xạ thâu chi” が đại khí の độ ấm を tả hữu する. それには vân の hậu さや cao さ, vân viên の đại きさ, hình, hơi nước の lượng などが quan わる. また hạt siêu vi の tồn tại が vân の tính chất を đại きく tả hữu し, ánh nắng の phản xạ, hút thâu の độ hợp いに vang いている.

放射収支の概要(英文)。太陽光や地表から出る熱のバランスが大気の温度を左右する。雲や微粒子の影響が大きい(ESA、ATGメディアラボ提供)
Phóng xạ thâu chi の điểm chính ( tiếng Anh ). Ánh nắng や mặt đất から ra る nhiệt の バランスが đại khí の độ ấm を tả hữu する. Vân や hạt siêu vi の ảnh hưởng が đại きい ( ESA, ATGメディアラボ cung cấp )

しかし従 tới, vân viên や hạt siêu vi の cao độ chặt chẽ quan trắc が khó しく, vân で khởi こる hiện tượng の sĩ tổ みは thập phần に giải minh されていない. “ひまわり” など の khí tượng vệ tinh は vân の đầu trên しか quan trắc せず, bên trong の lập thể cấu tạo まではつかめない. また trên mặt đất から の quan trắc では, toàn địa cầu の vân を quan trắc しきれない. そこで, はくりゅうが vân や hạt siêu vi を toàn địa cầu quy mô で quan trắc. Đặc に, vân や hạt siêu vi の vuông góc phương hướng の động き の tình báo を tích み trọng ね, khí chờ に cùng える ảnh hưởng の giải minh につなげる.

Khí chờ 変 động に quan する chính phủ gian パネル ( IPCC ) が2021~22 năm に phát biểu した đệ 6 thứ bình 価 báo cáo thư で, thế giới bình quân khí ôn は1850~1900 năm に so べ, nhà ấm hiệu quả ガス の bài xuất が nhiều い tưởng định で2081~2100 năm に2.8~4.6 độ thượng thăng するなどと, số nhiều の シナリオが kỳ された. また, khí ôn が thượng thăng するほど lục vực の mưa lượng が tăng え, bắc cực の hải băng が giảm り, mặt biển が thượng thăng するなどとした. こうした dư trắc では, khí chờ モデル の gian で khác biệt が đại きいことが, chế ước となっている.

シミュレーションと quan trắc データを liền huề

Khí chờ 変 động の muốn nhân đừng でみると, nhị toan hóa than tố ( CO2) やメタン ( CH4) など の nhà ấm hiệu quả ガスは dư trắc の khác biệt が tiểu さい. これに đối し hạt siêu vi や, hạt siêu vi と vân の hỗ trợ lẫn nhau は, これら の tường しい hiệu quả が chưa giải minh で, khác biệt が đại きいままだ. はくりゅう の quan trắc を thông じてこれらを tường らかにし, dư trắc の chất を cao めるねらいがある.

スパコン「富岳」(理化学研究所提供)
スパコン “Phú nhạc” ( lý hoá học viện nghiên cứu cung cấp )

Khí chờ 変 động や khí tượng の dư trắc の ため, quan trắc データを, スーパーコンピューターを sống dùng した số trị シミュレーションモデルと liền huề させること の ý nghĩa も, đại きいという. はくりゅうチーム の Đông Kinh đại học đại khí Sở Nghiên Cứu Hải Dương の tá đằng chính thụ giáo thụ ( khí tượng ・ đại khí khoa học ) は “Số trị モデルは ( thế giới bấm tay の スパコン ) phú nhạc などを sống dùng できる Nhật Bản の đắc ý giới hạn だ. モデルによる vũ や vân の biểu hiện を quan trắc データで tu chỉnh できるため, こ の vệ tinh に phi thường に chờ mong がかかっている. Tập trung mưa to や bão cuồng phong など の cực đoan hiện tượng の モニタリング, シミュレーションに dịch lập つ” と thuyết minh する.

また, quan trắc データと số trị モデル の liền huề により “Địa cầu デジタルツイン” を cấu trúc することで “われわれが ( khí tượng や khí chờ に quan liền する ) chất vấn をすると, sinh thành AI ( nhân công biết có thể ) が đích xác に đáp えてくれる thời đại が tới る” という.

Sử thượng sơ, vệ tinh で “ドップラー kế trắc”

はくりゅうは trên không を chu hồi しながら4つ の máy móc を đồng thời に sử って quan trắc し, データを tổ み hợp わせて thành quả を thượng げていく.

Máy móc の うち Nhật Bản が đảm đương した の は vân の phân bố や cấu tạo を quan trắc する “Vân プロファイリングレーダー ( CPR )” で, JAXAと tình báo thông tín nghiên cứu cơ cấu ( NICT ) が khai phát. NECが thiết kế, chế tạo した. CPRから sóng điện を ra し, vân に đương たって nhảy ね phản ってくる sóng điện を chịu tin し, vân viên の đại きさ, hơi nước の lượng, vân の lập thể cấu tạo を bắt える. Vệ tinh の レーダーでは sử thượng sơ めて “ドップラー tốc độ kế trắc” により vân viên や vũ viên の thượng thăng, giảm xuống tốc độ を trắc định し, vân の trung の động きを giải き minh かす.

ドップラー tốc độ kế trắc では, vân viên や vũ viên が, giây tốc 7キロで di động する vệ tinh から xa ざかる, つまり rơi xuống している trường hợp は, nhảy ね phản ってくる sóng điện の bước sóng số は phóng った nguyên の sóng điện より thấp く, nghịch に vệ tinh に gần づく, thượng thăng している trường hợp は bước sóng số が cao くなる. CPRはこれを tinh vi に bắt え, vân viên や vũ viên の “ドップラー tốc độ” を cầu める. Đặc に vân の trung の thượng thăng lưu は vân viên の sinh thành に quan liền しており, CPRが vân の sinh thành quá trình の lý giải に đại きく dịch lập つという.

Vân を quan trắc する vệ tinh レーダーはこれまでにもあったも の の, ドップラー tốc độ kế trắc の cơ năng がなく, vuông góc phương hướng の động きを bắt えられなかった.

CPRによるドップラー速度計測。跳ね返ってくる(後方散乱する)電波の周波数が、雲粒や雨粒が落下しているか、上昇しているかで異なる(JAXA提供)
CPRによるドップラー tốc độ kế trắc. Nhảy ね phản ってくる ( phía sau tán loạn する ) sóng điện の bước sóng số が, vân viên や vũ viên が rơi xuống しているか, thượng thăng しているかで dị なる ( JAXA cung cấp )

JAXA の phú điền anh một プロジェクトマネージャは, CPR の cao cảm độ を chủ に2つ の công phu で thật hiện したと thuyết minh する. Một つは vệ tinh の quỹ đạo を độ cao 400キロと thấp くして mặt đất に gần づけたこと. もう một つは, đường kính 2.5メートルに cập ぶ đại hình アンテナ の khai phát だ. “Giây tốc 7キロで tiến む vệ tinh から, cùng 2~8メートルほどしかない vân の vuông góc phương hướng の tốc độ を kế trắc する の は, phi thường に khó しい. アンテナ の hướng きが thiếu しでもずれると, vệ tinh の tốc độ が kế trắc に lẫn vào してしまう”. そこで, nhiệt で変 hình しにくいアンテナを khai phát. また, cao tốc で sào り phản しパルスを ra せる truyền tin cơ を khai phát した. Giống nhau な mưa xuống レーダー の 10 phân の 1ほどと đoản い, bước sóng 3.2ミリ の sóng điện を sử う.

Ngày Âu hiệp lực で biết thấy を thâm める

Tàn る3つ の máy móc は Âu châu が khai phát した. “Đại khí ライダー ( ATLID )” はCPRがカバーできない tiểu さな hạt siêu vi や mỏng い vân を quan trắc する. CPRなど の レーダーは quan trắc に sóng điện を sử う の に đối し, ライダーはレーザー quang を sử う. こ の ほか, vân や hạt siêu vi の trình độ phương hướng の phân bố を quan trắc する “Nhiều bước sóng イメージャー ( MSI )” と, đại khí đầu trên の phóng xạ thâu chi を bắt える “Quảng mang vực phóng xạ thâu chi kế ( BBR )” を chở khách した.

ESA の ディーク・ベルナート・プロジェクトマネジャーは “Vệ tinh を quỹ đạo に thừa せて3カ nguyệt sau に quan trắc を thủy め, nửa năm sau には thế giới の khoa học チームに toàn データを cung cấp する. Đặc に ngày Âu の チームが phi thường に cao phẩm chất で hứng thú thâm いデータを chịu け, biết thấy を thâm めていくだろう” としている.

はくりゅう quan liền の khai phát phí は, JAXAがCPR khai phát と cố hữu の trên mặt đất システム chỉnh đốn và sắp đặt phí dụng を hàm め83 trăm triệu yên, NICTは phi công khai. ESAは đánh ち thượng げ phí dụng を hàm め8 trăm triệu ユーロ ( hiện tại の レートで ước 13 5 tỷ yên ) quy mô. Ngày Âu が địa cầu quan trắc vệ tinh を cộng đồng khai phát する の は sơ めてという.

はくりゅうが4つの機器を連携させて観測する様子の概念図(ESA、ATGメディアラボ提供)
はくりゅうが4つ の máy móc を liền huề させて quan trắc する dạng tử の khái niệm đồ ( ESA, ATGメディアラボ cung cấp )

Vân をつかむような? Thành quả を chờ mong

CPR の khai phát は2007 năm に bổn cách スタート. Lúc trước は13 năm の đánh ち thượng げを dư định したが, trì れを trọng ねてきた. Phú Điền thị は “( ngày Âu が ) それぞれ chọn chiến なセンサー khai phát に chọn んだ. CPRは cao tốc で phi ぶ vệ tinh から vân の tốc độ を kế trắc する tất yếu があった. これに thêm え, truyền tin cơ を ( trục trặc に bị えた dư bị を chở khách する ) dài dòng cấu thành の ために2つ bị えたが, 2つ mục の dụng ý に thời gian がかかった. Âu châu の ライダーは đại xuất lực の truyền tin cơ の khai phát が khó しく, thời gian を muốn した” と chấn り phản る.

CPRを衛星本体に取り付ける作業=2017年6月、ドイツ南部のフリードリヒスハーフェン(エアバス社提供)
CPRを vệ tinh bản thể に lấy り phó ける tác nghiệp =2017 năm 6 nguyệt, ドイツ nam bộ の フリードリヒスハーフェン ( エアバス xã cung cấp )

Chở khách するロケットも変 càng を trọng ねてきた. Âu châu の アリアンスペース xã により, ロシアが khai phát した đại hình ロケット “ソユーズ” で nam mễ phật lãnh ギアナから đánh ち thượng げる kế hoạch だったが, 2022 năm 2 nguyệt にロシアがウクライナに xâm công した ảnh hưởng で cùng xã の ソユーズ đánh ち thượng げが đình chỉ した. Cùng xã の kiểu mới cơ “ベガC” に変 càng したも の の, そ の 2 hào cơ が đánh ち thượng げに thất bại するなどした の を chịu け kết cục, cùng xã の ライバル cơ の ファルコン9に変 càng された. Thế giới で khắc sâu hóa するロケット không đủ の ảnh hưởng が, ここにも vang いた hình だ.

Tá đằng thị は “Kế hoạch に18 năm quan わってきた tư にとって, đãi ちに đãi った đánh ち thượng げとなる. Trường かったが, số trị モデルが độ cao hóa するなどして lương いタイミングとなり, cảm khái thâm い” と ngữ る.

“Vân をつかむような lời nói” とは, sự việc が hờ hững として bắt えどころがないことを ý vị するが, はくりゅうに hạn っては toàn く nghịch らしい. Tinh tế な quan trắc を sinh かした nghiên cứu を kinh て, “Vân をつかむような” ビビッドな khí chờ 変 động dư trắc が sinh まれる の が đãi ち xa しい.

Quan liền ký sự

ページトップへ