気候変動観測衛星「しきさい」

美しいですよね。「しきさい」は、ほぼ2日に1回の頻度で地球全体の観測が可能で、それも250mという高解像度で地球の姿が見えるというのは魅力だと思います。そもそも「色」は「光の存在」によって見ることができます。光は電磁波の一種ですが、その波の間隔を「波長」と呼んでいて、人間は特定の「波長」の光を色として感じているのです。「しきさい」は、可視光をはじめ、紫外線や赤外線など、19種類の波長を観測できるセンサである「多波長光学放射計」を搭載し、大気や陸海を観測しています。

そうです。例えば森林は緑のイメージがありますが、実は目に見えない近赤外線の光をより強く反射しています。それも植物の種類や樹齢、葉っぱの広がり方で波長の強さが違うんですよ。また、熱赤外線や近紫外線の波長を使って海面温度が何度なのか、雲や大気中に浮遊する微粒子、エアロゾルがどこにどれだけあるのかといったことも「しきさい」では調べることができます。特に陸上のエアロゾルはこれまで精密な観測が難しく、それが地球温暖化の予測を難しくする要因にもなっていたのですが、「しきさい」によって、今までより遥かに精度よく観測することができるようになると期待されています。

21世紀末の地球の平均気温は、今よりも2～4度ほど上昇すると予測されていますが、その推定には2度程度の誤差を持っています。この約2度の誤差をできるだけ小さくしていくためには、現状の地球をきちんと捉えたデータが重要になってきます。「しきさい」のような人工衛星が観測した全球データの蓄積によって、より高精度な地球気候変動の予測が可能になっていくと思います。

私が担当しているのは、主に「しきさい」の偏光観測の校正です。偏光観測では、光の強度だけでなく光の状態（電磁波の振動方向）も調べることができます。光の偏光状態を観測できることは、「しきさい」の重要な特徴のひとつであって、陸上のエアロゾル推定への利用が期待されています。

人の目に見えない光にも、たくさんの情報が詰まっていること。そしてそんな情報を地球の画像として可視化することは、純粋に面白くやりがいのある仕事だということ。例えば、植物。人の見えない近赤外線の波長で見るほうが、可視光線である緑色の波長で見るよりも、植物の分布（植生）をはっきりと映し出すことができるんです。このようにさまざまな波長の組み合わせをとったりしながら、どんな処理をすれば私たちが見たいものを可視化することができるのか。それを私が在籍する地球観測研究センターでは、日々研究しています。仕事を通じての個人的な感想としては、とにかく地球は複雑な惑星だなと日々感じています。

例えば月と比較するとその複雑さは明白です。なぜなら地球には大気や海、植物や雪が存在していることで、日々刻々と変化していますし、地殻すらも大きく変動しています。これはプレート・テクトニクスといって、地震とも関連が深い現象ですが、一方の月は地殻が冷え固まっていて、プレート・テクトニクスがなく、地球に比べて非常に古い過去の情報も表層に保存され続けています。

そうですね。もともと私自身は月に興味があって、大学院では地球惑星科学専攻で月科学の研究をしながら、月のマグマを作るような実験を行っていたんです。月は、日々変動している地球と反対に、遥か昔の情報をそのまま残しているので、個人的には月の面白さはそこにあると思っています。ただ、月をずっと研究しているうちに比較している地球のことを実はよくわかっていないと気づき、JAXAに就職したときには、地球観測衛星の利用研究を担当している今の部署を希望したんです。

例えば金星の大気には硫酸の微粒子からなる雲が存在していますが、この雲粒の大きさを観測するのに偏光観測を利用しています。偏光だけでなく地球観測と惑星探査で共通している観測手法は多いと思うので、「しきさい」が行なっている観測手法が、今後太陽系外の天体に用いられる手法とも合わせてお互いに発展していくといいなと思います。