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大気赤外線サウンダ（AIRS ）は、2002年5月4日に打ち上げられたNASAのアクア衛星に搭載された6つの機器のうちの1つです。この機器は、気候研究を支援し、天気予報を改善するために設計されています。[1]
AIRS は、パートナーのマイクロ波機器である先進マイクロ波探査ユニット(AMSU-A)と組み合わせて動作し、地球規模の水とエネルギーの循環、気候の変動と傾向、および温室効果ガスの増加に対する気候システムの反応を観測します。AIRS は、赤外線技術を使用して、空気と地表の温度、水蒸気、および雲の特性の 3 次元マップを作成します。AIRS は、オゾン、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンなどの微量温室効果ガスも測定できます。
AIRSとAMSU-Aは、中分解能撮像分光放射計（MODIS）、雲と地球の放射エネルギーシステム（CERES）、先進マイクロ波走査放射計-EOS（AMSR-E）とともにAqua衛星を共有しています。AquaはNASAの「Aトレイン」の一部であり、低軌道上の高傾斜太陽同期衛星シリーズで、地表、生物圏、固体地球、大気、海洋の長期的な地球観測を行うように設計されています。 [2]
AIRSデータは無料で、ゴダード地球科学データ情報サービスセンターを通じて一般に公開されています。[3]カリフォルニア州パサデナにある NASAのジェット推進研究所は、ワシントンDCにある NASAの科学ミッション局のためにAIRSを管理しています。
テクノロジー
AIRS の名前にある「サウンダー」という用語は、この機器が高度の関数として温度と水蒸気を測定すること (大気サウンディング) を意味します。
AIRS は、地球の表面と大気から発せられる赤外線の明るさを測定します。スキャン ミラーは飛行経路に沿った軸を中心に回転し、地球からの赤外線エネルギーを装置に導きます。宇宙船が移動すると、このミラーが地面をスキャンし、地上の軌跡の両側に約 800 キロメートルに及ぶスキャン幅を作成します。装置内では、高度な高解像度分光計が赤外線エネルギーを波長に分離します。
各赤外線波長は、地表から成層圏までの大気中のさまざまな高度の温度と水蒸気に敏感です。複数の赤外線検出器があり、それぞれが特定の波長を感知することで、温度プロファイルや大気の探知が可能になります。以前の宇宙機器には検出器が 15 個しかありませんでしたが、AIRS には 2,378 個あります。これにより精度が大幅に向上し、気象観測気球による測定に匹敵するようになりました。
厚い雲は、AIRS が測定する赤外線エネルギーに対して壁のような役割を果たします。しかし、Aqua に搭載されたマイクロ波計測器は、限られた精度で雲を透視することができます。特別なコンピューターアルゴリズムを使用して、AIRS とマイクロ波計測器のデータを組み合わせることで、あらゆる雲の状態において高精度の測定が可能になり、大気の状態を毎日地球全体で把握できるようになります。[4]
AIRS 科学と応用
AIRS とそれに付随するマイクロ波サウンダー AMSU は、地球の表面から大気圏上部までの大気柱全体を観測します。返される主なデータは、2378 の個別周波数の赤外線スペクトルです。赤外線スペクトルには、大気中のさまざまなガスに関する情報が豊富に含まれています。
AIRS の主な科学的成果は、天気予報の改善と水とエネルギーの循環に関する新しい情報の提供です。この機器は、いくつかの重要な温室効果ガスに関する情報も提供します。
天気と気候の予報
AIRSデータは世界中の気象予報センターで使用されています。予報士はAIRSの測定結果をモデルに組み込むことで、信頼性の高い中期天気予報を6時間以上延長できるようになりました。[5] AIRSデータは、予測される嵐の場所と規模の予測も改善しました。
AIRS の温度と水蒸気のプロファイルは、地域の気象予報士にリアルタイムで提供され、太平洋全体の気象測定を朝と夕方に 1 日 2 回提供します。
AIRS の測定結果は、特定の時間と場所における大気の状態の「指紋」となり、将来の世代のための気候データ記録として使用できます。AIRS の測定結果は、現在の気候を理解し、将来を予測する能力を高めるための重要なツールとなっています。
大気の組成、温室効果ガス、空気の質
AIRS は、地球全体の二酸化炭素とメタンの濃度をマップします。地球の大気温度、水蒸気、海面温度、地表温度、赤外線スペクトル放射率、湿度、雲、温室効果ガスの分布を同時に観測できるため、AIRS/AMSU は、温室効果ガスの増加に対する大気の反応を観測および研究するための非常に有用な宇宙機器です。
この装置は、熱帯雨林や大都市で人間が植物や動物の排泄物を燃やすことによって排出される一酸化炭素を検出することができます。この装置は、大規模な燃焼によって地球全体に広がるこのガスの巨大な煙を追跡できるため、科学者は汚染の移動パターンをより適切に監視できます。
AIRS は、地球のオゾン層の地球全体の毎日の 3D 画像を提供し、オゾンがどのように輸送されるかを示します。この機器は、科学者に極地の冬の間の南極地域の大気中のオゾンの最良の画像も提供します。
AIRSは二酸化硫黄や塵の濃度も特定できる。[6]
参考文献
この記事には、How Airs Works. National Aeronautics and Space Administration のパブリック ドメイン マテリアルが組み込まれています。 （およびその他の記事）。
- ^ 「AIRS Mission Objectives」NASA/JPL。2013年2月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「アクアとAトレイン」NASA、2015年2月13日。
- ^ 「NASAゴダード地球科学データおよび情報サービスセンター」NASA/GSFC。
- ^ 「AIRSの仕組み」NASA/JPL。2008年10月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「NASA/NOAA、気象予報の大幅な進歩を発表」NASA/JPL。2008年9月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年10月25日閲覧。
- ^ 「NASAの新しいAIRSデータが気象・気候研究を支援」NASA/JPL。
外部リンク
- JPL の AIRS ホームページ
- AIRS/AMSU/HSBによるAquaミッション
- NASAの地球観測システム
- アクアプロジェクト科学ページ
- 地球規模の気候変動: NASA の地球監視
- NASA地球観測所