EarthCARE衛星で雲内部の鉛直運動を検証する時代を拓く~衛星観測データと高解像度全球雲解像モデルの相補的活用が示す展望~

2026-01-20 東京大学,宇宙航空研究開発機構,九州大学

東京大学大気海洋研究所・宇宙航空研究開発機構(JAXA)・九州大学の合同研究グループは、2024年5月に打ち上げられた雲エアロゾル放射ミッションEarthCARE衛星の雲プロファイリングレーダ(CPR)が取得するドップラー速度を用い、これまで全球規模では困難だった雲内部の鉛直運動(粒子の落下+鉛直気流)を直接評価する可能性を示した。サブキロ(約870m)解像度の全球雲解像モデルNICAMで衛星レーダ信号を模擬し、実観測と比較することで、前線や熱帯対流雲で鉛直構造の共通点と差異を整理し、雲微物理過程のモデルバイアスや衛星推定のランダム誤差の切り分けに道筋を付けた。観測とモデルの相補的活用により、雲・降水過程の不確実性低減を通じて気候予測や豪雨など極端現象予測の高度化に貢献する基盤になる。成果はScientific Reportsに掲載。

EarthCARE衛星で雲内部の鉛直運動を検証する時代を拓く~衛星観測データと高解像度全球雲解像モデルの相補的活用が示す展望~
EarthCARE衛星の外観

<関連情報>

EarthCare衛星による雲の鉛直運動と全球嵐解像モデル Vertical motions in clouds from EarthCare satellite and a global storm-resolving modeling

Woosub Roh,Masaki Satoh,Shuhei Matsugishi,Shunsuke Aoki,Takuji Kubota & Hajime Okamoto
Scientific Reports  Published:15 December 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-025-32256-8 An unedited version of this manuscript

Abstract

Understanding vertical motions in clouds is essential for improving weather and climate models but remains challenging due to limited observations. The newly launched EarthCARE satellite with a Doppler radar now provides global measurements of how fast particles fall through clouds, offering a way to estimate vertical air movements. In this study, we provide an initial assessment of EarthCARE’s Doppler radar observations by comparing them with high-resolution global simulations using NICAM and a satellite simulator. We analyze two representative cases of frontal and convective precipitation to examine how vertical motions influence the relationship between radar reflectivity and the fall speed of ice hydrometeors, and to identify potential discrepancies between observations and simulations. The results show that the simulations reproduce the overall vertical structures observed by EarthCARE, while differences in Doppler velocity, particularly in convective regions, indicate biases in simulations and uncertainties in the observations. Nevertheless, these complementary perspectives reveal EarthCARE’s capability to provide physically consistent information on hydrometeor vertical motions and demonstrate its potential to constrain and refine the representation of cloud microphysics and dynamics in global weather and climate simulations.

1702地球物理及び地球化学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました