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日誌2013-10-22 22:35

JAXA推出全球降水觀測計畫衛星GPM-DPR宣傳動畫!

作者:迫水未來


全球降水觀測計畫(GPM,Global Precipitation Measurement)是以日本宇宙航空研究開發機構(JAXA,Japan Aerospace Exploration Agency)和美國國家航空暨太空總署(NASA,National Aeronautics and Space Administration)為首,美國國家海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration)、歐洲太空總署(European Space Agency)、印度、法國等國際合作的提升全球性的降水預測正確性、氣象預報及氣候變動預測能力、構築洪水警報系統等水資源管理及利用的太空計畫。繼承之前的熱帶降雨觀測衛星(TRMM,世界最初搭載有降雨雷達衛星,於1997年發射升空)的成果,預期能夠達到觀測精準度提升、觀測範圍擴大、觀測頻率增加的三目的。

作為計畫主體之一的JAXA在日前特別推出了宣傳動畫,主要聚焦於由JAXA負責的雙頻降水雷達(DPR,Dual-frequency Precipitation Radar/二周波降水レーダ)。

宣傳動畫「DPR 特別影片」
[JAXA公式] DPRスペシャルムービー | Anime for JAXA & NASA Space Mission

影片中簡單介紹了GPM衛星以及其搭載的DPR之功能。藉由主角一開始的苦於天氣預測以外的降雨到最後能夠更加精準地掌握未來的天氣狀況表達出GPM衛星將帶給人類的貢獻。另外也簡述了GPM衛星的流程。該衛星在美國組裝完畢後將於日本進行發射。

動畫影片中的GPM衛星


GPM衛星搭載了兩大觀測儀器。其一是前述的由JAXA負責的雙頻降水雷達(DPR),其二則是由NASA所負責的GPM微波輻射計(GMI,GPM Microwave Imager/GPMマイクロ波放射計)。由GPM同時使用DPR以及GMI進行觀測,可以提高其他星座衛星群(指在同一計畫下利用數個人造衛星互相協調以完成任務的系統。英文以「星座/constellation」稱之)的微波輻射計的降水觀測精準度。在與星座衛星群的合作之下可以在約三小時內完成一次對全球的降水觀測。

GPM衛星示意圖

雙頻降雨雷達(DPR)則由Ku帶(13.6GHz)降雨雷達(KuPR)和Ka帶(35.5GHz)降雨雷達(KaPR)兩台雷達所組成。高敏感度化的Ka帶降雨雷達能夠有效偵測出Ku帶降雨雷達所不及的小雨和小雪,若和能夠偵測強降雨的Ku帶降雨雷達一起使用的話便可精準地偵測從熱帶強降雨到高緯度地區的降雪的降水量。另外,同時利用Ku帶降雨雷達和Ka帶降雨雷達也能以雙頻同時偵測同一地方的降雨,可以從降雨衰減量推測出雨滴的大小(雨滴粒大小分布)。能夠比搭載單頻的TRMM更加精準地觀測降水。

DPR觀測示意圖

GMI則是承襲TRMM搭載的TMI,由NASA開發的多頻、多偏振圓錐掃描型微波輻射計。和GPM的主搭載DPR同時使用可以提升觀測精確度。也可以藉由星座衛星的微波輻射計進行校正,縮減降水強度的誤差。

動畫影片中的DPR

GPM衛星將由日本國產的H-ⅡA火箭(在2007年後H-ⅡA的發射移交給三菱重工負責,JAXA只行安全監理業務)搭載升空(原預定2013年夏季)。發射地點是日本唯一可以發射大型火箭的發射場JAXA種子島太空中心。之後GPM將會運行在離地四百公里、傾斜度約65度的非太陽同步軌道上,週期約93分鐘,預計將可至少使用三年。

GPM主衛星的開發分擔如下:
JAXA:H-ⅡA火箭(發射作業)、搭載儀器中的DPR(與同為獨立行政法人的情報通信研究機構             NICT合作)
NASA:衛星本體、搭載儀器中的GMI、衛星的追蹤與運用
JAXA和NASA共同:資料系統

影片中的H-ⅡA火箭

影片中的發射畫面(種子島)

嶄新的降水觀測技術將會改變世界。


相關連接.參考資料

GPM-DPR特設網站
GPM-DPR スペシャルサイト

JAXA第一衛星利用本部上的介紹
GPM/DPR|人工衛星プロジェクト|人工衛星を開発するJAXA第一衛星利用ミッション本部

JAXA官網上的介紹
JAXA|全球降水観測計画/二周波降水レーダ「GPM/DPR」

維基百科--全球降水觀測計畫(日文)(有相關動畫可欣賞)
全球降水観測計画 - Wikipedia

書籍
完全図解・宇宙手帳―世界の宇宙開発活動「全記録」,渡辺 勝巳、JAXA(協力),講談社,2012








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