天気には「予測可能な」変化があります!風雲3Gが無事に打ち上げられました。ハイライトは何ですか?

新華社、北京、4月16日、タイトル：風雲3Gの降水量の高精度監視とハイライトの分析に協力

新華社通信の記者、黄耀、張建松、ソン・チェン

4月16日午前9時36分、わが国初の低傾斜軌道降水量測定衛星「風雲3G」が、酒泉衛星発射センターから長征4号Bロケットで打ち上げられ、無事に打ち上げられました。

4月16日午前9時36分、我が国は酒泉衛星発射センターで長征4号Bロケットを使用して風雲3号07号衛星の打ち上げに成功しました。衛星は所定の軌道に無事進入し、打ち上げミッションは完全に成功しました。新華社通信（写真提供：Wang Jiangbo）

4月16日午前9時36分、我が国は酒泉衛星発射センターで長征4号Bロケットを使用して風雲3号07号衛星の打ち上げに成功しました。衛星は所定の軌道に無事進入し、打ち上げミッションは完全に成功しました。新華社通信（写真提供：Wang Jiangbo）

これは、米国と日本が共同で専用の降水観測衛星を打ち上げて以来、国際的に打ち上げられた3番目の能動型降水観測衛星です。これは、地球全体の降水衛星ファミリーに追加された最初の「中国製」衛星でもあります。それ以来、我が国は、夜明けと夕暮れ、朝、午後、傾斜の 4 つの低軌道民間気象衛星を同時に運用する世界で唯一の国になりました。

Fengyun-3Gの推定寿命は6年です。中国第八航空宇宙科学技術研究所が開発・製造し、地上応用システムは中国気象局が開発・構築・運用しています。この新しく発見された「水星」の見どころは何でしょうか？どうすれば天気をより正確に予測できるでしょうか?

降水量のCTスキャン

降水は水循環の重要な部分です。気候変動を背景に気象災害が頻発しています。降水システムの瞬間的な構造と地球規模の分布特性を理解することは、災害の予防と軽減、そして地球規模の気候変動の理解において重要な部分となっています。

風雲3Gは我が国の20番目の風雲気象衛星です。中国気象局の陳振林局長は「風雲3Gの打ち上げは、わが国の低軌道気象衛星観測ネットワークの総合的な利点を活用することに貢献し、大雨などの災害に対する世界的な早期警報能力を大幅に向上させるだろう」と述べた。

従来、降水量データは主に雨量計、地上レーダーなどの手段を通じて取得されています。しかし、地上設備の数が限られており、また、分布が不均一なため、広い範囲にわたって高い空間分解能で地上降水情報を取得することは困難です。

「一方で、地上の降水量測定レーダーは海上で多くの死角があり、海上の台風は我が国に影響を及ぼす非常に重要な気象システムです。これまで、台風の降水量を監視する正確な手段がありませんでした。他方、地形の障害もあります。例えば、南西部の山岳地帯では、地形の障害が多く、地上のレーダーにも多くの監視死角があります。」国家衛星気象センターの張鵬副所長は、衛星はこうした盲点を補い、降水量の監視と早期警報に役立つと述べた。

第八科学院の風雲3G衛星の主任設計者、銭斌氏によると、風雲3G衛星には我が国初の「航空機搭載型雨量計」、すなわち衛星搭載型Ku・Ka二周波降水量測定レーダーが搭載されており、レーダー観測解像度の高さと衛星観測範囲の広さという利点を兼ね備えているという。この衛星は、大気中の降水に対して「CT」スキャンを実行して降水の詳細な3次元構造情報を取得するのと同じように、上から下までの3次元構造情報を取得する機能を備えています。

さらに、FY-3G衛星のKuバンドとKaバンドのレーダーは同期して動作し、2つの周波数帯のレーダーから放射されるマイクロ波信号に対する大気中の異なる高度層の降水粒子の異なる反射率を利用して雨と雪を区別し、降水量を正確に推定することができます。 Ku バンドは激しい降水を検出するのに効果的ですが、Ka バンドは弱い降水を検出するのに効果的です。この2つを組み合わせた二重周波数検出により、軌道高度407キロメートルの地球の大気圏における霧雨のような1時間当たり0.2ミリメートルの降水強度の変化を正確に感知することができます。

低傾斜軌道での初の運用

太陽同期軌道を使用する多くの低軌道衛星とは異なり、風雲3Gは傾斜角50度の低傾斜軌道を使用します。風雲気象衛星が初めて低傾斜軌道で運用される理由は何ですか？

4月16日午前9時36分、我が国は酒泉衛星発射センターで長征4号Bロケットを使用して風雲3号07号衛星の打ち上げに成功しました。衛星は所定の軌道に無事進入し、打ち上げミッションは完全に成功しました。新華社通信（写真提供：Wang Jiangbo）

4月16日午前9時36分、我が国は酒泉衛星発射センターで長征4号Bロケットを使用して風雲3号07号衛星の打ち上げに成功しました。衛星は所定の軌道に無事進入し、打ち上げミッションは完全に成功しました。新華社通信（写真提供：Wang Jiangbo）

「太陽同期軌道の傾斜角は90度をわずかに上回り、各軌道で地球の北極と南極を通過します。極域の観測効率は比較的高いですが、中低緯度域の観測効率は比較的低いです。風雲3Gの主な観測対象は降水であり、降水は主に中低緯度域で発生します。」銭斌氏は、風雲3Gは低傾斜軌道を採用しており、その移動範囲は北緯50度から南緯50度の間に集中しており、地球の降水量をより効率的かつ正確に観測できると述べた。

しかし、低傾斜軌道を選択すると、外部の熱環境の複雑な変化という課題にも直面します。この軌道で動作する衛星の場合、太陽は一定期間衛星の左側を照らしますが、しばらくすると衛星の右側を照らすようになります。

衛星が常に同じ側で太陽を向き、衛星の外部熱環境を安定させることを保証するために、航空宇宙科学技術の労働者は風雲3Gに自動Uターン作業モードのセットをカスタマイズしました。軌道上での運用中、太陽光が軌道面の一方から他方へ移動すると、風雲3Gは自動的に回転し、前後に向きを変え、常に同じ側で太陽を向き、搭載機器が常に快適な温度範囲にあることを保証します。

災害的な降雨に対する高精度な観測データの提供

中国気象局副局長の曹暁中氏は、「風雲3G」は中国初の降水量観測衛星であると語った。衛星レーダーと地上レーダーの融合により、地球全体の3次元の大気、雲、降水構造の検出を実現します。台風や大雨などの異常気象の監視・予測に活用され、生態環境、エネルギー、農業、健康などの分野でも役立つと期待されています。

4月16日午前9時36分、我が国は酒泉衛星発射センターで長征4号Bロケットを使用して風雲3号07号衛星の打ち上げに成功しました。衛星は所定の軌道に無事進入し、打ち上げミッションは完全に成功しました。新華社通信（写真提供：Wang Jiangbo）

4月16日午前9時36分、我が国は酒泉衛星発射センターで長征4号Bロケットを使用して風雲3号07号衛星の打ち上げに成功しました。衛星は所定の軌道に無事進入し、打ち上げミッションは完全に成功しました。新華社通信（写真提供：Wang Jiangbo）

風雲3Gは、そのライフサイクルを通じて、海上の台風内の雲や雨の発達を効果的に監視し、大雨や猛吹雪などの災害的な降水に関する高精度の観測データを提供し、世界の数値天気予報の有効性をさらに向上させます。

「数値予報モデルは降水量を予測するのに独自の困難を抱えており、風雲3Gは降水量監視の精度を大幅に向上させることができます。これらの観測データは、数値モデルに入力した後、降水量予測能力を向上させるのに役立ちます。」張鵬氏は「科学研究とメカニズム探究の面では、衛星による長期的かつ大量の観測データを蓄積することで、降水の発生と発達のメカニズムについてより詳細な研究を行うことができるだろう」と述べた。

我が国の降水量の気候学的特徴に鑑み、第3期研究計画では、中国南部と江淮地域の大雨の監視、分析、予報へのデータの応用、青海・チベット高原の降水量の気候学的研究、北部の寒冷雲降水の特徴的なメカニズムに関する研究に重点的に取り組みます。

今後6か月間、風雲3Gは「試験、応用、サービス提供を同時に行う」という理念に基づいて軌道上試験を実施し、衛星プラットフォーム、ペイロード、衛星地上統合指標を徹底的に検証し、主な洪水期の大雨や台風などの気象災害への対応に全力を尽くす。

現在、我が国には合計 8 基の風雲気象衛星が軌道上にあり、世界 126 の国と地域にデータ製品とサービスを継続的に提供しています。