あなたが経験した寒さはすべて中国の風雲衛星によって捉えられた

「寒さ」は間違いなく、冬の最も寒い時期のキーワードです。北の人々は、口笛を吹く北風に顔を打ち付けられ、乾燥した寒さを感じます。一方、南部の人々は、凍てつく雨がドアや窓を激しく叩き、湿った寒さを感じています。

場所によって寒さが「見える」のでしょうか？もちろん。宇宙では、衛星の「望遠鏡」が冷たい空気を「遠隔観測」できる。非常に広い視野により、寒気が到来したときの気象状況の変化をはっきりと直感的に確認できます。

以下の貴重な衛星雲画像は、2種類の風雲気象衛星の宇宙からの視点です。高度約900キロの極軌道気象衛星と高度約3万6000キロの静止気象衛星が、それぞれ2021年最後の寒気の最も眩しい「自撮り画像」と最も鮮明な「生中継」を提供した。

風雲気象衛星の目には冷たい空気はどのように見えるのでしょうか？

以下の写真は、昨年末に衛星の目に映った強い寒冷前線の様子を示しています。 写真1は、FY-3Eドーン衛星の目に映った寒冷前線です。風レーダーによると、北の渤海西側海面の風速は毎秒20メートルを超えており、寒冷前線が大規模に南下し始めたことを示しています。

図1：FY-3E風速場計測レーダーによる海上風向ベクトル監視画像

図 1 は地域地図であるため、解像度が少し低く、モザイクも組み込まれています。対照的に、地球全体の観測では、風雲衛星から見た風の場は図 2 のようになり、はるかに詳細になります。

図2: FY-3Eの最初の月平均海洋風プロダクト画像

図 3 は、風雲 3D 極軌道気象衛星から見た様子を示しています。画像に映っている筋状の雲 (雲列や水平対流ロールとも呼ばれます) は驚くべきものです。このタイプの雲システムは、冷たい空気が比較的暖かい海面に吹き付けられ、「加熱され、湿潤」したときに形成されることが多いです。冬に強い寒気が海に流れ込むときにのみ発生します。

図3：FY-3D気象衛星のトゥルーカラー監視画像

FY-4 マルチチャンネル走査放射計による連続監視では、図 4 に示すように同じ寒気が現れます。次々と映し出される雲の写真は、寒流が「南へ移動」していることをダイナミックに伝えています。李白の詩に描かれている「三千フィートの真下に落ちる滝」のように見えますか？

図4：FY-4A気象衛星のトゥルーカラーモニタリングアニメーション画像

明らかに、衛星の目には、静止した冷たい空気が山、川、海、陸、白い雲、雪をかぶった山々の美しい風景画を映し出しています。ダイナミックな寒気は、まるで川の前に滝が垂れ下がる「水のような流れる雲」の生中継のように、寒波の強さ、速さ、美しさを存分に表現しています。

寒波が北から始まって海を越え、山や尾根を越えて南に渡るまで、風雲衛星はまるで人間の母親が子供の成長に気を配るように、あらゆる方向の寒気の発生、動き、強さ、範囲を追跡・監視し、気象状況を随時地球に送り返します。

風雲衛星はどのようにして寒波が来たり去ったりすることを知るのでしょうか?

風雲衛星が冷たい空気を監視できるのは、その「千里眼」、つまり先進的な衛星搭載観測機器のおかげです。

現在、中国の風雲衛星は8基が上空で運用されている。彼らは地球や大気のさまざまな気象情報を監視するため、24時間365日働いています。

8 つの衛星に搭載されている多くの観測ツールの中には、冷気を効果的に監視できる高度な機器がいくつかあります。

1つ目は、海面上の風速や風向の情報を高精度に能動的に取得できる「風場計測レーダー」です。海を越えて南下する寒気を観測する能力に優れています。前の図1と図2は彼らが撮影したものです。

「風場測定レーダー」で見る「風と雲」は、まさに人間の毛細血管の血液の流れのようです。これは、我が国の風雲衛星が「風」情報を積極的に検出するために使用した最初の機器です。これはまさに「風」「雲」「風雲」を測るという風雲衛星の初心と悲願を実現したと言える。

2つ目は「マルチチャンネル走査イメージング放射計」で、昼、夜、水蒸気分布などさまざまな衛星雲画像を提供し、異なる強度、範囲、起源の南向きの寒気の様子を直感的に表示できます。また、分単位の画像合成により雲の動きなどの動的な情報も捉えることができます。冷気セルフィーやライブ放送に最適な魔法のツールです。前の図3と図4は彼らが撮影した静止画と動画です。

「マルチチャンネル走査イメージング放射計」は、医師が患者の写真を撮るために一般的に使用する「カラー超音波」や、患者の心電図活動を監視および記録する「ダイナミック心電計」に似ています。冷気画像を単一フレームでスキャンし、日常の作業条件下での冷気の全プロセスを継続的に監視し、リアルタイムで地上に送信できます。

医師は「カラー超音波と心電図」に基づいて患者の体調を判断し、衛星気象技術者は「衛星雲図」データから寒気の強さ、速度、範囲などの情報を診断し、寒気予報に重要な科学的根拠を提供します。

3つ目は、異なる高度における温度変化を監視できる「大気垂直検出器」です。気温が下がれば、地面近くでは良い反応が見られるでしょう。

「大気垂直サウンダ」の機能は、人の全身のCTスキャンを行う「PET-CT」装置と似ています。さまざまな高度の大気の診断スキャンを実行し、地上から対流圏上部までのさまざまな高度での温度低下に関する情報を取得できます。

我が国は、世界で初めて「大気垂直サウンダ」と「多チャンネル走査画像放射計」を静止衛星プラットフォームに搭載し、高度36,000キロメートルの静止軌道への打ち上げに成功した国であることは特筆に値します。

これらの精密機器は「冷気観測の最高峰」であり、国家兵器である風雲気象衛星の心臓部である。

図5：FY-4A気象衛星の垂直サウンダの異なる高度層の24時間温度変化グラフ（摂氏）

図5は衛星「PET-CT」が捉えた同じ寒気を示しています。縦軸の圧力は大気圧を示し、高度に関係します。数字が小さいほど高度が高くなります。 1000 hPa は地表に相当し、850 hPa は平均高度約 1500 メートルに相当し、300 hPa は平均高度約 9000 メートルに相当します。

寒気が来ると、高度によって気温の低下度合いが異なり、高度が低いほど気温の低下が大きくなります。地表境界層の上部、約 1,500 メートルは非常に重要な高さです。対流圏の中層と下層の冷却の程度を判定し、寒気の強さを判断することができます。

風雲衛星に搭載されたこれらの「望遠鏡」機器は、リアルタイムで監視された直接の寒気情報をタイムリーに地上に送信し、予報官が寒波の「到来」と「去り」を正確に予測できるようにします。

周首相は早くも1969年に「独自の気象衛星を開発しなければならない」と主張した。それ以来半世紀以上にわたり、中国の風雲衛星はゼロからスタートし、実験から運用へ、第一世代から第二世代へ、追従から並走、そして部分的な先行へと進化してきた。これまでに19機の衛星が打ち上げられ、現在8機が軌道上にあり、世界121か国に監視データやサービス製品を提供しています。

空を見上げると、頭上には気象衛星がいて、美しく実用的な雲の写真を一生懸命撮影し、地上に送信しています。

著者: 曹静

写真提供: 賈旭、国立衛星気象センター

編集者：エメリア、ユー・シヨウ

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