地球環境観測ミッションの将来
東京大学気候システム研究センター
住 明正（ADEOS-2 Program Scientist)

地球観測の歴史
ADEOS（１９９６．８－１９９７.6）
 TRMM(1997.12 ADEOS2(2002.12-2003.10)
 AMSR-E(Aqua)地球観測の目標
ADEOS-2は、GLI,AMSRというセンサーを持ち
水・エネルギー循環
 炭素循環 長期的な気候変動

今後も、気候変動（ENSOや地球温暖化）
 水循環
 炭素循環



が中心

地球観測ミッションの再構築
観測ミッションと開発ミッションの峻別
 観測ミッションでは、確実な打ち上げ 衛星も規格化
 中型衛星我が国が取り組みを強化する分野における地球観測衛星計画
主な貢献分野

主な観測パラメータ

平成 年度
センサ種類

1516171819202122

SAC地球観測特別部会報告書（平成１７年６月）
より232825262729303124
備 考

Terra /ASTER地況変化・
降灰域・浸水域等

受動型光学センサ（可視赤外高分解能センサ）

ALOS / PRISM, AVNIR-2

災害の防止・軽減

PRISM : 観測波長 0.52～0.77µm、分解能 2.5m、観測幅 70km（直下）
AVNIR-2 : 観測波長 0.42～0.89µm（４バンド）、分解能 10m、観測幅 70km

地殻変動量・バイオマス・
浸水域等

能動型電波センサ（Ｌバンド
合成開口レーダ）

降水・降雪の三次元分布・土壌水分等

能動型電波センサ（降水レーダ）

降水量・水蒸気量・海面水温等

受動型電波センサ(マイクロ波放射ADEOS-II/AMSR計)

海上の風向・風速

能動型電波センサ ADEOS-II/SeaWinds(マイクロ波散乱計)

雲・エアロゾルの光学的厚さ・地上バイ
オマス等

受動型光学センサ（多波長放射計）

雲・エアロゾルの三次元分布等

能動型電波センサ（雲レーダ）

次 期 災 害 監 視 衛 星ミ ッ シ ョ ン

次期災害監視衛星ミッションの具体的な衛星・センサ計
画については、引き続き検討。

ALOS / PALSARPALSAR : Lバンド1270GHz、分解能 10m、観測範囲 70km×70km

GPM /DPR (2周 波 降 水 レ ー ダ ）TRMM /PR

Kuバンド13.6GHz、Kaバンド35.5GHz、観測幅245km、水平分解能 5km、鉛直分解能 250m

観測周波数の２周波化（Kaバンド及びKuバンド）による観測性能の向上

Aqua /AMSR-E

気候変動・水循環変動

AMSR、AMSR-Eの仕様を継承するセンサ
ADEOS-II後 継 ① /AMSR後 継 セ ン サ
AMSR : 6.9～89GHz（6ch）、観測幅 1600km、地上分解能 5～50km

ADEOS-II後 継 ① /マ イ ク ロ 波 散 乱 計
周波数 13.4GHz、観測幅 1800km、空間分解能 25ｋｍ

外部機関から提供されるセンサ

ADEOS-II/GLIADEOS-II後 継 ② /GLI後 継 セ ン サ

GLIをベースに新規要素を取り込んだセンサの開発

観測波長 0.38～12µm（22ch、偏光多方向chを含む）、観測幅 1150km、地上分解能 250m、500m、1km

EarthCARE /CPR
94GHzドップラーレーダー、垂直分解能 500m、地表面観測視野 650m

レーダ技術の優位性を活かした独自センサ(94GHz帯レーダ)の新規開発

ADEOS-II/ILAS-IIGOSAT / 温 室 効 果 ガ ス 観 測 セ ン サ (GOS）
受動型光学センサ（赤外分光計）地球温暖化・炭素循環変化

観測波長0.78～14.3µm（5ch）、観測幅 1000km程度、空間分解能 8km（直下）観測精度 4ppmv(３ヶ月平均)

二酸化炭素・メタン等

次 期 温 室 効 果 ガ ス観 測 衛 星

観測精度の向上（4ppmv →1ppmv）を実現する具体的なセンサについては引き続き検討

能動型光学センサ（ライダー）

既存計画

新規計画

GEOSS10年実施計画対象期間

凡例 ：衛星名/センサー名 国産衛星/国産センサー

海外衛星/海外センサー

特徴と目的特徴 全球・広範囲
 高頻度（衛星1機あたり、2～3日で全球を網羅）
 中分解能（1km～数10km程度）
 継続観測観測目的と対応する衛星ミッション
TRMM
水循環
↓
GPM
ADEOS-II/AMSR-E
気候変動
↓GCOM
炭素循環


地球温暖化

GOSAT

- 温室効果ガス観測技術衛星（GOSAT）計画
GOSAT

Greenhouse gases Observing Sensor(GOS)
Sensor

FTS

Band

SWIR-0.78, 1.6, 2.0um band
(CO2, CH4, O2-A band)
TIR-5.5~14.3um(CO2, CH4, O3 band)

Greenhouse gases
Observing Sensor

Cloud aerosolSensor

Spec. Res. 0.2cm-1
Swath

750km
ex： 5 points / every 180km

Footprint

10.5kmCloud aerosol Sensor (CS)CO2 observing channels are available after the aerosol correction.

SensorImagerBand

0.38, 0.67, 0.87. 1.61um band

Swath

750-1000km

Footprint

0.5-1.5km

7. 将来計画：水循環観測- 全球降水観測計画（GPM）
GPM主衛星GPM副衛星群• 二周波降水レーダ （DPR）• GPMマイクロ波放射計（GMI）• マイクロ波放射計を搭載した各国・各機関の極軌
道衛星（８機） 全球降水量の高頻度観測

 全球降水量の高感度・高精度観測
 副衛星マイクロ波放射計による推定降水量の校正
JAXA , NICT（日本） :DPR開発、打上げ（TBD）
NASA （米国） :衛星バス開発、
GMI開発、衛星運用

Blue: Inclination ~65º (GPM core)
Green: Inclination ~35º (TRMM)

GPMパートナー:

３時間全球
降水マップ
・天気予報精度の改善
・洪水予警報（IFnet）
・水資源管理NOAA, NASA (US),ESA (EU), China,
CNES-ISRO, others
2 satellites /3 hr

8 satellites /3 hr

- 地球環境変動観測ミッション（GCOM）
2003

2004

0

GLIによる多波長全球観測• エアロゾルの全球観測による気候変動研究への寄与• 250m分解能による人間活動の影響の把握• 気候変動の状況把握

AMSR/AMSR-Eによるマイクロ波観測• 水蒸気、降水、海面水温、土壌水分等の観測による水・エネルギー循環の理解• 気候変動の状況把握

B. AMSR-E あり

A. AMSR-E なし

C. 解析雨量

9時間予報 6時間予報

2002

0.5

1.0

5.0 10.0 20.0 30.0［mm/3hour］

AMSR-Eによる3年間のデータ蓄積• 継続観測による気象、漁業、海況監視での利用の拡大• 気候変動の傾向把握

後継ミッション（GCOM）による長期継続観測の実現
全球観測データの長期蓄積• 気候変動・温暖化のプロセス研究、影響評価での利用（炭素循環、放射収支、雪氷変動、エルニーニョ現象、土壌の乾燥・湿潤化など）• 数値モデルの改善による予測精度の向上• 政策判断ツール（国際勧告、条約、規制など）としての利用

現業利用の社会インフラ化• 気象、漁業、流氷監視、資源管理、防災など

全球地球観測システム構築への貢献
GEOSS10年実施計画（５８カ国、４３機関の国際合意）による、国際協調による地球観測の推進

GCOM－Mission
GCOMではADEOS-IIのミッションを２衛星に分割
 GCOM-WはAMSR後継センサを搭載し、主に水循環変動に関する観測を継続的に実施
 GCOM-CはGLI後継センサを搭載し、主に気候変動に関する観測を継続的に実施「みどり２」の後継ミッションとしてのGCOM
項ADEOS-II目

GCOM-WGCOM-C
SGLI

GLI

AMSR2
AMSR

軌道

太陽同期準回帰高度(：98.7deg
昇交点地方時：10:30

太陽同期準回帰高度(赤道上)：699.6km
傾斜角：98.19deg
昇交点地方時：13:30

太陽同期準回帰高度(赤道上)：798km
傾斜角：99.36deg
降交点地方時：10:30

形状ミッション寿命

３年

5年

打上げ手段

H2Aロケット

H2Aロケット

衛星質量３．６８トン

観測センサ（斜体字は他機関のセンサ）

高性能マイクロ波放射計（AMSR）
 グローバルイメージャ
（GLI）
約２トン


高性能マイクロ波放射計後継機(AMSR2)（マイクロ波散乱計約２トン

グローバル・イメー
ジャ後継機(SGLI)みどり２の成果を踏まえた
GCOM-W/AMSR2のミッション
AMSR/AMSR-Eの成果

全天候型の海面水温観測、広域で均一な土壌水分観測、降水や海氷の精緻な観測の達成により、大口径・多周波マイクロ波放射計の有効性を実証
AMSR-Eの継続観測により、海氷面積変動（例:下図）、エルニーニョ検出などの気候変動観測への貢献を確認

AMSR-Eデータの数値天気予報モデルへの定常利用（気象庁）、漁海況情報作成における定常利用（漁業情報サービスセンター）などによる実利用実証

AMSR-Eによる2004年9月の北極域海氷分布。過去の平均面積(赤線)より狭い傾向が観測されている。

期待されるAMSR2の成果
 AMSR/AMSR-Eの全球・高解像度マイクロ波観測・解析技術の継承、並びにセンサ特性（校正精度など）や物理量導出アルゴリズムの改良等によるプロダクト精度向上
 AMSR-Eとの継続を考慮した長期データの取得により、気候変動に影響の大きい水収支変化の検出。数値モデルの改善により長期気候変動の予測精度向上
 全天候で安定した観測と、準リアルタイムデータ配信の継続による実利用実績の定着および新規開拓。気象予報利用における集中豪雨や台風進路等の予測精度向上
 マイクロ波散乱計との複合利用による精度向上。水循環を中心とした大気・海洋相互作用の解明推進みどり２の成果を踏まえた
GCOM-C/SGLIのミッション
GLIの成果 エアロゾル、雲、海洋クロロフィル、陸植生、積雪分布などの物理量を導出・精度検証し、近紫外～熱赤外の全球観測が気候変動の検出に有効であることを実証（例:下図）。
 ６チャネルの250mデータで、250m解像度が陸・沿岸モニタに より有効であることを実証（例：左図）。
 OCTSやGLIのミッションにおいて漁業・気象・沿岸監視などの実利用の仕組み（処理アルゴリズム、準リアルデータ提供の流れ）を構築。現在もMODISデータを代。

250m解像度により沿岸の海色構造までが把握可能（ GLI 250m クロロフィル濃度）

Kamchatka Hokkaido

Alaska

替として運用中Lake Baikal

GLIの近紫外~可視で捉えた、アジアの火災によるエアロゾルが極域まで輸送される様子（2003年5月19日）

North Pole期待されるGCOM-C/SGLIの成果






GLIにおける全球観測と解析検証技術を継承し、プロダクトとしての継続性を維持
長期継続観測により、気候変動の観測的検出や数値モデルとの協力による将来予測精度向上へ中心的寄与
1km 偏光・多方向観測により、陸域エアロゾルの微物理的特性評価までを実現
250mの多チャネルにより、気候変動に対する人間活動の影響についての見積もり精度を向上させる
1km 陸域多方向観測により、新たな植生指数等による土地被覆情報量の拡大

地球観測シナリオ・センサ 開発研究（地球環境監視システム）
衛星

GOSAT

GOSAT後継GPM

ADEOS-II後継（GCOM-W）

ADEOS-II後継（GCOM-C）

EarthCARE

衛星質量

1.65トン

TBD

3.2トン

２トン

1.8トン

1.2トン

軌道高度666km

TBD

407km

約800km

約800km

約400km

設計寿命

５年

５年

３年２ヶ月

５年

５年

２+１年

センサ

温室効果ガス
観測センサ

TBD

DPR

AMSR後継センサ

GLI後継センサ

CPR

観測波長／周波数0.75～14.3µm
（4ch）

TBD

Ku : 13.6GHz
Ka : 35.5GHZ6.9GHz～89.0GHz（6ch）

0.38～12µm（22ch、偏光バンド6chを含む）

94GHz

観測幅

1000km程度

TBD

245km

1600km1150km

ｸﾛｽﾄﾗｯｸ走査
無分解能

10.5km
（直下）

1km
（直下）

鉛直分解能
250m
水平分解能
5km

5km～50km

250m、500m、1km

垂直分解能
500m
地表面視野
650m

観測頻度

3日

－

2日

2日

11日

備考

4ppmv精度

1ppmv精度ﾏｲｸﾛ波散乱計(SeaWinds)搭載

GCOMによって得られる社会的効果効果
2003

2004

0GLIによる多波長全球観測• 陸域を含むエアロゾルの全球観測• 250m分解能による人間活動の影響の把握• 気候変動観測

AMSR/AMSR-Eによるマイクロ波観測• 水・エネルギー循環の理解• 地球温暖化の予兆の把握

B. AMSR-E あり

A. AMSR-E なし

C. 解析雨量

9時間予報 6時間予報

2002

0.51.05.0 10.0 20.0 30.0

［mm/3hour］

AMSR-Eによる3年間のデータ蓄積• データの継続性による気象、漁業等での利用の拡大• 微小な変動の傾向把握

GCOMシリーズ（AMSR2・SGLI）による成果の継承と長期継続観測の実現
気候変動研究の成果に基づく政策判断での利用

現業利用による社会インフラ化

地球観測サミットによる地球観測１０年実施計画への貢献•国際合意による全球地球観測システム（GEOSS）の構築に対し、気候変動・水循環分野、地球温暖化・炭素循環変化分野の長期継続的な観測で貢献•GCOMは可視赤外からマイクロ波までの広範な情報を収集することにより、GEOSSが目指す9つの社会利益分野のうち気候、水循環、気象、農業、生態系、生物多様性等に対応

地球観測シナリオ・センサ 開発研究 【３年後、７年後のイメージ】は３～７年後の間に新規追加になる要素（地球環境監視システム）
気候変動継続観測

雲観測
衛星観測の実施

Aqua/AMSR-E

GCOM-W（３年後）

EarthCARE

GCOM-CGOSAT

ALOS

降水観測 TRMM

人間活動の影響評価とその適応
・人の健康への影響
・生態系への影響
・農業への影響・水資源への影響
・経済への影響（３年後）

気候変動継続観測

雲・ｴｱﾛｿﾞﾙ

水蒸気

地殻変動

陸域

大気

GPM

ゾンデ
温室効
果ガス

航空機
降水海洋

海色

海面水温

植生

船舶

ブイ

現場観測の実施
データ提供

情報の政策での活用

データ提供

海上風
地上観測点

地球観測利用
推進センター

政策策定への入力となる地球環境情報の提供
・衛星観測と現場観測のデータ統合
・観測データを用いたモデルによる予測シ
ミュレーション

地球観測シナリオ・センサ 開発研究【３年後、７年後のイメージ】は３～７年後の間に新規追加になる要素（防災・危機管理システム）
移動体
通信衛星
超高速通信衛星
静止軌道

データ
中継衛星

準天頂
衛星

静止観測衛星による常時監視観測データ

周回衛星群による高頻度観測

GPS

低軌道

光学衛星群
映像等
大容量データ

総合情報センター
SAR衛星群

被災地での情報収集

省庁
自治体等

災害警報
災害状況
運用
避難経路指示家族の位置情報 データ解析
情報収集/発信
被災者間通信測位
信号
超小型
個人携帯携帯端末

高分解能
陸域観測衛星地上通信網

災害現場
被災者・遭難者

降水観測
衛星等

地球観測シナリオ・センサ 開発研究（防災・危機管理システム）
低軌道周回衛星（SAR)

低軌道周回衛星（光学）

小型コンステレーション

静止衛星システム

衛星数

4

4

16

1

衛星質量

1.5トン

同左

250kg

2トン以下

軌道高度

700km程度

同左

800km程度

36000km（静止）

設計寿命

5年

5年

3年

5年

搭載
センサ

SAR
(ALOS/PALSARをベースに小型化、データ圧縮)

可視～近赤外、熱赤外（ALOS/AVNIR2、PRISMをベースに小型化）

可視～近赤外（民生デジタルカメラをベース）

可視～近赤外：4バンド、熱赤外：2バンド（新規：大口径ミラー）

空間分解
能SAR：10m

パンクロ：2m以下
可視：5 m以下
熱赤外:20 m

パンクロ：20 m
可視:20 m可 視：100m
熱赤外：200m

１シーン

100km× 100km

100km× 100km

90km× 60km (ﾊﾟﾝｸﾛ)
45km× 30km (可視)60km×60km (可視)観測頻度

４機を効率的に配置することでSARの3時間観測を実現

４機を効率的に配置することで光学の3時間観測を実現

16機を効率的に配置・運用することで45分毎観測を実現

通常：日本全域常時観測
海外要請時：対象地域

まとめ
地球の将来、Sustainableな社会を実現するためには、地球観測ミッションはますます重要になる
 情報化社会に伴い機能が変化
 新しいアイデア、新しい使い方を考えるとき