JAXA｜全球降水観測計画/二周波降水レーダプロジェクト

このプレスリリースは宇宙開発事業団（NASDA）が発行しました

全球降水観測計画/二周波降水レーダプロジェクト

平成14年11月27日

宇宙開発事業団

本日開催された宇宙開発委員会において、下記のとおり報告をいたしました。

GPM：Global Precipitation Measurement
DPR：Dual Frequency Precipitation Radar (Precipitation=降水とは、主として降雨と降雪を意味する)
また、本資料におけるGPM/DPRプロジェクトの範囲は、日米共同ミッションであるGPM計画の一部としてNASDA/CRLが実施する部分を指す。

1.GPM/DPRプロジェクトの位置付け

　宇宙開発事業団(以下、NASDA)と独立行政法人通信総合研究所(以下、CRL)が共同で提案する「全球降水観測計画(GPM)/二周波降雨レーダ(DPR)プロジェクト」は、先導的基幹プログラムの一つである「地球温暖化・水循環観測プログラム」の一環を構成する「水循環観測ミッション」を遂行するためのプロジェクトの一つである。(10月2日に宇宙開発委員会で「地球観測ロードマップ-地球環境監視分野-」として報告。)

TRMMの成果-熱帯降雨の観測-

	左上：降雨強度の水平分布右下：鉛直分布
	台風8号 (JELAWAT) / 2000 2000年8月7日 16:59-17:03 (UTC)

PRによる降雨の三次元構造の観測

国際・国内政策上でのGPM/DPRの位置付け

総合科学技術会議　環境分野
平成15年度から地球規模水循環変動研究イニシアチブを重点的に実施
持続可能な開発に関する世界首脳会議(WSSD)
WSSD実施計画書において、日本のイニシャチブとして水循環の共同観測を採択
IGOS(統合地球観測戦略)
IGOS水循環テーマの主要な観測システムとして位置づけ
世界水フォーラム(2003年3月、京都)
GPMを用いた水循環に関わる研究、利用の推進を提案予定

2.GPM/DPRプロジェクトの概要
　ー全球降水観測計画(GPM)ー

1機の主衛星と8機の副衛星群により3時間毎の全球降水観測を行う計画
日本は、GPM/DPRプロジェクトとして、二周波降水レーダの開発、H-IIAによる打ち上げ　でGPMに参加
NASAは2000年からフェーズA/Bに着手、NASDA/CRLは平成13年度から研究に着手

GPMの国際分担案

衛星名	国・機関	バス	センサ	打上げ
GPM/ 主衛星	NASA	○	○
GPM/ 主衛星	日本		○	○

NASA副衛星1	NASA/韓国	○	○	○
Megha-Tropique(副2)	インド		○	○
Megha-Tropique(副2)	フランス	○	○
NPOESS1(副3)	NOAA	○	○	○
NPOESS2(副4)	NOAA	○	○	○
NPOESS3(副5)	NOAA	○	○	○
FY-3(副6)	中国	○	○	○

研究フェーズ

EGPM(副7)

欧州

○

TBD(副8)

米またはブラジル等

○

GPM/DPRプロジェクトの実施項目

NASDAはCRLと共同して、GPM主衛星に搭載を予定している二周波降水レーダおよび副衛星を含めたデータ利用システムの開発を実施する。

1. GPM主衛星に搭載する二周波降水レーダ: TRMMと同じKu帯と新しいKa帯からなる降水レーダ
2. 二周波降水レーダのデータ利用システムの構築: 降水レーダによる降水量処理、提供を行う地上システム
3. GPM主衛星の打ち上げ: H-IIAによるGPM主衛星の打上げ
4. GPMのデータ利用システムの構築: 利用機関(気象庁、国土交通省河川局等)との連携によるデータ利用システムの構築

二周波降水レーダ

周波数	Kuバンド(13.6GHz：TRMMと同じ)及びKaバンド(35.5GHz)
レーダ方式	能動型フェーズドアレイ
ビーム幅	0.7度(Ku、Kaとも)
感度	Kuバンド・・・TRMM降雨レーダと同等(17dBZ, 0.7mm/hr) Kaバンド・・・TRMM降雨レーダより更に向上(11dBZ, 0.2mm/hr)
観測幅	245km　(クロストラック方向)
水平分解能	4km

二周波降水レーダの特徴

TRMMと同様に、降水の3次元構造を観測する。
TRMMに継続して、降雨の気候データを蓄積する。
2周波にすることにより、降雨と降雪の識別が可能となり、さらに降水の観測精度が向上する。

3.GPM/DPRプロジェクトの目的

独立行政法人通信総合研究所(CRL)との共同開発によるGPM主衛星に搭載するTRMM(熱帯降雨観測衛星)降雨レーダ(PR)を高性能・高精度化した二周波降水レーダの開発と全球降水分布の観測の技術実証。
降水レーダとマイクロ波放射計群のデータ利用手法の開発と、これによる国際協力での全球降水の高頻度観測システムの実証。

4.GPM/DPRプロジェクトの目標

GPM/DPRプロジェクトにおいては、開発目標と観測目標のそれぞれについて目標を設定する。目標の達成度については、開発段階で設定する。

開発目標

(1)　CRLとの共同による二周波降水レーダ(DPR)の開発と軌道上実証: 新しい周波数(Ka帯)降水レーダの新規開発と軌道上実証; TRMM継続周波数帯(Ku帯)降水レーダの軽量、小型化、軌道上実証; 二周波降水レーダおよびマイクロ波放射計の同時計測システム技術の実証; 二周波の降水レーダによる降水解析手法の開発、検証; GPM主衛星のH-IIAによる平成19年度打上げ

観測目標

(1)　観測対象となる物理量、観測頻度、計測精度: 二周波降水レーダを用い、降雪や弱い降水を含む中・高緯度の降水を精度良く測定(目標： 0.2mm/hr(霧雨など)、4km空間分解能)。; レーダに加え、国際協力によって副衛星群のマイクロ波放射計データを用いることにより高頻度観測を実現し、全球降水推定精度向上を図る。
(2)　データの処理・配布、利用システム: end-to-endのデータ処理・配布のための地上システムの開発。利用機関と連携して、準リアルタイムデータを用いた天気予報、災害予警報システム、.水資源管理等実利用の実証。

5.GPM/DPR開発計画

6.GPM/DPRプロジェクト実施体制案

本プロジェクトは、NASAとNASDAの共同開発プロジェクトである。
二周波降水レーダは、NASDAとCRLの共同開発による。

7.今後の課題

　開発研究段階においては、次の点について特に重点的に検討及び調整し、開発着手前までに確定する。

関係機関との協力体制
- NASAと協力しGPMの国際的な枠組みの具現化
- 開発段階に向けた関係機関との分担の明確化

開発計画の確定
- 開発研究の成果を踏まえた開発計画の確定
- 利用機関の要望を踏まえたミッション要求、システム仕様の確定

補足

GPMの国際的枠組み

(経緯)

科学協力に係わるNASDA-NASA共同声明(2000年11月)
文部科学省遠山大臣とNASAゴールディン長官間でGPM協力の推進を書簡により確認(2001年9月)

日本は、TRMM後継として、GPM搭載センサの研究継続によりGPMへ協力

2001年よりGPM日米共同作業部会、GPM国際ワークショップが開催され、関係機関間調整が実施されている。

(今後の予定)

研究/開発研究フェーズにおけるNASDA-NASA間協力に関する書簡取り決め(LOA)の締結(2002年末目標)
開発・運用フェーズにおけるNASDA-NASA間協力に関する了解覚書き(MOU)及び政府間交換公文(EN)の締結(開発着手時期目標)
副衛星提供機関及びデータシステム機関との協力に関する取極めの締結(随時)

TRMMからGPMへ

観測領域の拡大：熱帯地域(TRMM)から全球の降水観測へ(GPM)
- DPRによる降水粒子の情報(粒径分布の推定、雨/雪の区別、弱い降水の観測)
- DPRと複数マイクロ波放射計の複合観測により、降水システムの物理的理解・整合性、定量性を重視した降水推定へ

観測頻度の問題→高頻度観測
- 月降水量の推定(TRMM)
- 天気予報、災害予警報システム等現業利用(GPM)

技術実証ミッション->長期、継続的観測へ
- 気候変動監視
- 現業利用

GPMの応用
-高頻度降水観測で可能となる利用分野-

短期的(数時間～数日)現象
- 集中豪雨、台風の予測
- 方法：降水モニター+気象予報モデル

中期的(10日～30日)問題
- 洪水・旱魃
- 水資源管理
- 穀物収穫予測
- 方法：降水、土壌水分量モニター、中期予報モデル

長期水循環(1ヶ月～季節～年)の予測
- 国土利用計画の策定
- 農業政策への応用
- 方法：気候予測モデル検証、初期値としての利用、長期予報

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