人工衛星で宇宙から地球を守る・利用する 全球降水観測計画/二周波降水レーダ「GPM/DPR」

後期運用中

全球降水観測計画/二周波降水レーダ「GPM/DPR」とは

全球降水観測計画/二周波降水レーダ「GPM/DPR」

日米を中心とした国際協力の下で進められている全球降水 観測計画(GPM計画)。その軸となる人工衛星に搭載された 二周波降水レーダの開発を日本が担当しています。このレーダ では、降水の立体構造を高い精度で観測することができ、 日々の気象予報や気候学の研究にも役立てられています。

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2021年7月9日 更新

TE-Japanによる東海・関東南部の土壌水分モニタリング

2021年7月1日~5日頃にかけて、活発化した梅雨前線が日本列島付近に停滞し、東海・関東南部を中心に甚大な被害が発生しました。被害を受けられた方々に対し、謹んでお見舞い申し上げます。

JAXAでは、全球降水観測計画(GPM)主衛星や衛星全球降水マップ(GSMaP)など、宇宙から雨の状況を観測しているデータを用いて解析を実施し、速報記事として「活発化した梅雨前線に伴って東海・関東南部で発生した大雨の観測」として掲載いたしました。

Today’s Earth ? Japan(TE-Japan)とは?

今回の大雨は、7月3日午前に静岡県熱海市で土石流発生を引き起こすなど、大きな被害をもたらしました。こうした土砂災害が起こる主な要因の一つとして、災害の前から土壌中に多量の水分が蓄えられていたことが推測されます。
JAXAでは、陸上の水循環をより詳細に把握するために、陸域水循環シミュレーションシステム「Today’s Earth - Japan(TE-Japan)」を東京大学と共同で開発・運用しています。TE-Japanででは、降雨によってもたらされた水が、陸上のどこにどの程度集まるのかを推定することができ、河川流量や地上からの蒸発散量、土壌中の水分量など、陸上の水に関わる多くの物理量の現況をどなたでもウェブページ経由で閲覧することが可能です。
また、同システムに気象庁の気象予報データを入力することで、およそ30時間後までの予測シミュレーションを定常的に行うことも可能となっています※1。予測精度に関しては、顕著な災害事例を中心に評価を行っており、関東を中心に広い範囲で被害が出た2019年台風19号の事例では高い精度を確認し、東京大学と合同でプレスリリースを行いました

TE-Japanが推定した7月初旬の大雨による土壌水分量の変化

TE-Japanは、日本全土について約1kmの空間解像度で1時間毎に計算しており、地面の下方向にも図1左に示すように、土壌の各層(計6層)について土壌水分量を推定することが可能となっています。JAXAではこのデータを用いて、今回の災害が発生する前にこれらの地域で土壌水分量がどのような状況であったのかを解析しました。
図1右は、2021年6月28日から7月3日にかけてTE-Japanが推定した日本全土の土壌水分量の平年値※2からの偏差※3を示した図です。7月に入った時点で、太平洋側ではそれまでの長雨により土壌が平年に比べかなり湿った状態にあったことが分かります。

(左)TE-Japanが表現する陸上での水収支のイメージと土壌の各層の厚さ
TE-Japanが推定した土壌第2層における土壌水分量の平年からの偏差(世界標準時6月28日~7月3日)

図1.(左)TE-Japanが表現する陸上での水収支のイメージと土壌の各層の厚さ
(右)TE-Japanが推定した土壌第2層における土壌水分量の平年からの偏差(世界標準時6月28日~7月3日)

※1:気象業務法により、予測情報は共同研究機関にのみ公開しています。

※2:TE-Japanが推定した土壌水分量の2007年から2020年までの平均値。

※3:各時刻で推定された土壌水分量から平年値を引き、2007年から2020年までの分散で除した値。おおよそ0に近いと平年通り、1~3で平年に比べやや多い、3以上で平年に比べ非常に多い土壌水分が推定されていたことを示す。

GPM計画について

GPM計画は二周波降水レーダー(DPR:Dual-frequency Precipitation Radar)とマイクロ波放射計を搭載した主衛星と、マイクロ波放射計を搭載した副衛星群とからなるスケールの大きな観測計画です。
日本(JAXA)とアメリカ(NASA)が中心となり、米国海洋大気庁(NOAA)、フランス、インド、中国等との国際協力により実現します。
JAXAは、主衛星の打ち上げと、情報通信研究機構(NICT)と協力して主衛星に搭載されるDPRの開発を担当しました。主衛星の本体および主衛星に搭載されるマイクロ波放射計はNASAが開発を担当。
マイクロ波放射計を搭載する副衛星群については、NASA、NOAA、フランス、インド、中国等の機関が開発を担当します。これら、複数機の副衛星群により、約3時間毎の全球降水観測が可能になります。

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