お天気豆知識

No.22

2003.3　Categories気象の観測

気象衛星ひまわりの「可視画像」と「赤外画像」

　静止気象衛星「ひまわり」は、赤道上空で地球の自転と同じように、24時間かけて地球を一周しています。地球上から見ると止まっているように見えるため、静止気象衛星と呼ばれています。日本で初めて静止気象衛星「ひまわり」が打ち上げられたのは1977年７月です。現在（2003.3）運用されているのは「ひまわり５号」（1995年 6月14日運用開始）で、東経 140度の赤道上空約35,800kmから、直下点を中心として半径 6,000km、地球の約 1/4の広い範囲を絶えず観測しています。
世界気象機関（WMO：World Meteorological Organization）では、地球上をくまなく観測しようという世界気象監視計画（WWW：World Weather Watch）を推進しています。世界気象監視計画では、（図1）に示すように、赤道上の5個の静止気象衛星と、静止気象衛星の盲点となる南北両極地方をカバーするため、地球縦方向に回る極軌道衛星とで、世界気象衛星ネットワークを構成しています。「ひまわり」もその一翼を担っています。「ひまわり5号」から水蒸気の様子もわかるようになりました。

（図1）世界の気象衛星　　参考：「気象ガイドブック（気象庁）」

「ひまわり」は可視光と赤外線により、雲や地表などの観測を行っています。
1．可視画像　　◇ひまわり雲画像可視画像を見る
可視画像では雲や地表などからの太陽光の反射を捉えているので、太陽に照らされている部分しか写りません。反射光が強いものほど白く写るので、厚い雲ほど白く写ります。
2．赤外画像　　◇ひまわり雲画像赤外画像を見る
地球上のあらゆる物質はその温度に応じて赤外線を放射しています。陸地からも、海からも、雲からも赤外線がでています。もちろん、これを読んでいるあなたからも赤外線が出ています。赤外画像は地表面や大気、雲から宇宙空間に向かって放射される特定の波長帯の赤外線を画像化しており、温度が低いところほど輝度が強く、温度が高いところほど輝度が弱くなるように処理されているものがほとんどです。そのため高いところにある雲ほど温度が低くなるので、赤外画像では明るく輝くように（白黒画像なら白く写る）なります。
可視画像は太陽に照らされている部分の画像のため、夜は見ることができません。しかし、赤外線は夜でも観測できます。新聞やテレビの天気予報で使われている気象衛星の雲画像は赤外画像です。
雲の種類による可視画像と赤外画像の違いは次のようになります。
(イ) 上層雲（高いところにある雲）
雲の大きさはさまざまですが、対流圏上部にあるため非常に冷たく、赤外画像では白く写ります。しかし、薄い上層雲では下層の温度も合わせて観測するため明るさが落ちます。可視画像では、低気圧に伴う厚い雲域は白く見えますが、それ以外のところでは薄い上層雲の隙間を通して下の雲や陸地が見えることもあります。
(ロ) 中層雲
低気圧といっしょに現れることが多いので厚い雲域となる場合が多く、可視画像では真白に写ります。中層雲は上層雲に比べてやや低い高さに存在するため、温度は上層雲よりも高くなり、赤外画像では淡白色や薄白色に写ります。
(ハ) 下層雲（低いところにある雲）
可視画像では不規則ですが一様で滑らかに見えることが多くなります。雲頂温度は地上の気温とあまり変わらないので、赤外画像では濃灰色に写ります。特に霧などは、地上気温あるいは海面水温とほとんど差がないので識別できない場合が多くなります。
(ニ) 積乱雲
大きさは様々で、発達した積乱雲では可視・赤外画像とも非常に白く写ります。あまり発達していない積雲の場合、赤外画像では薄灰色に写り、可視画像では灰色または白色に写ります。晴天積雲（綿雲）のようにひまわりの放射計の分解能よりも小さい雲の場合は、可視・赤外画像ともに写らないこともあります。