往時宇宙飛翔物体 システム機械設計屋の彼是

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人工衛星の設計・製造・管理をしていたシステム・機械設計者が人工衛星の機械システムや宇宙ブログ的なこと、そして、横道に反れたことを覚え書き程度に残していくブログ

リモートセンシングと天候

リモートセンシングと天候

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Credits: NASA

https://images.nasa.gov/details-GSFC_20171208_Archive_e002108

※CGではなく実際の国際宇宙ステーションから撮影された写真

 

人工衛星のデータは、農業や林業、天気といった様々なことを使用されています。

 

人工衛星データの中で地球表面を観測装置を用いて、観測することをリモートセンシングと呼びます。リモートセンシング人工衛星だけではなく、飛行機や気球などで観測することも言います。

 

リモートセンシングという表現は、そのうちに地球表面に限らず、惑星表面を観測する技術のことを指すことになるかもしれませんが。

 

リモートセンシングの用途は年々広がっています。

人工衛星のデータがどのように使われているか、知らない情報があれば幸いです。

 

 

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天候

【095】風速と風向の測定

ゴルファー、サーファー、農家、パイロット、エンジニア、および風力発電の計画者は、正確な風力の情報を必要としています。

気球とGPSデータで測定され、海風はブイや船舶など海面に近い所で測定されます。

しかし、この測定方法は唯一の方法ではありません。

人工衛星マイクロ波散乱計により広範囲の風力観測も可能となっています。

 

【096】自然災害の危機を伝える天気予報

天気予報の情報は、観光客を始め、地元企業やスポーツ選手にとって重要な要素となります。

1975年には、風、気温、その他の大気データを収集するために静止軌道で運用された気象衛星(GOES-1)が打ち上げられました。

それ以後、日本でも同じく静止軌道上の気象観測衛星であるひまわりが打上げられています。

年々、打上げられ、その観測範囲や観測する種類、分解能も向上しています。

 

【097】地球の下層大気を監視

地球上において、一部の都市の汚染は激しく、毎日1パックのタバコを吸うのと同程度と言われている場所もあるそうです。

過剰に汚染された都市の多くは中国に存在しています。

主要な汚染物質の1つは一酸化炭素です。

一酸化炭素は人間の目には無色ですが、人工衛星の赤外線観測機器により確認することができます。

 

【098】オーロラを上空から観測

太陽により放出される荷電粒子が地球の磁気圏に巻き込まれると、地球の大気にぶつかります。

地上から見れるオーロラの綺麗な色は、電離圏の上空にある磁気圏に入り込んだ際の相互作用により発生するものと考えられています。

地上だけでなく国際宇宙ステーションからのオーロラの眺めも公開されています。

www.youtube.com

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【099】地球の放射収支のアルベドの測定

地球アルベドは、地球に入射される太陽光が地球上で反射する割合のことを指します。

暗い表面では、太陽光を吸収して暖かくなります。

雪のような明るい表面は、多くの太陽光を反射していきます。

アルベドは地球の放射線収支の重要な要素にもなります。

地球上の総アルベドを計算するために、各土地被覆タイプにアルベド値が割り当てられます。

アルベドに土地被覆タイプと合計を掛けて、地球の総アルベドを測定します。

 

【100】日射量を計算することにより太陽光エネルギーの最適化

ほぼ無限に照射される太陽エネルギーの分析することができます。

ソーラーパネルを設置する際に、どの程度効率化できるのか知る指標として、分光放射照度の直達、散乱、全天成分(DNI、DHI、GHI)があります。

例えばGHIは、地球の表面に入射する総太陽エネルギーの割合を1平方キロメートルあたりのワット数で測定します。

 

 

参考資料

リモートセンシングとは?

https://www.restec.or.jp/knowledge/

100 Earth Shattering Remote Sensing Applications & Uses(2020/12/27)

https://gisgeography.com/remote-sensing-applications/

 

気象観測ガイドブック

https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/kansoku_guide/guidebook.pdf

人工衛星マイクロ波散乱計 MetOp-B/ASCAT から得られる全球規模海上風速 Level 2 データの精度検証

http://www.union-services.com/sst/sst%20data/4_31.pdf

超低高度衛星を用いた風向風速観測の実現性検討

https://laser-sensing.jp/31thLSS/31th_papers/01_A-1_Sakaizawa.pdf

人工衛星搭載マイクロ波散乱計を用いた風力エネルギー資源量推定における長期変動解析

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jweasympo/37/0/37_233/_pdf

QuikSCAT

https://winds.jpl.nasa.gov/missions/quikscat/

Ocean Winds

https://podaac.jpl.nasa.gov/OceanWinds

 

人工衛星からのオーロラ全体像の撮影

https://www.jstage.jst.go.jp/article/itej1978/34/3/34_3_221/_pdf

明滅するオーロラの起源をあらせ衛星が解明-宇宙のコーラスにあわせて密かに揺れる電子の挙動がつまびらかに-

https://www.jaxa.jp/press/2018/02/20180215_arase_j.html

宇宙の電磁波の「さえずり」がオーロラの「またたき」を制御 ─ 北極域での高速オーロラ観測と科学衛星「あらせ」による国際協調観測 ─

https://www.isas.jaxa.jp/topics/002339.html