東京大学大気海洋研究所、宇宙航空研究開発機構および九州大学の研究グループは、雲内部の鉛直方向の運動を全球規模で評価するための新たな検証枠組みを示した。雲の鉛直運動は気候感度や豪雨など極端現象の再現精度を左右する一方、直接観測は困難であった。本研究は、雲エアロゾル放射ミッション「EarthCARE」衛星の雲プロファイリングレーダーと高解像度数値モデルを組み合わせ、この課題に体系的に迫っている（掲載誌：Scientific Reports）。
本研究では、2024年5月に打ち上げられたEarthCARE衛星に搭載された雲プロファイリングレーダー（CPR）が取得するドップラー速度データを用い、雲中の氷粒子の落下速度と大気の鉛直運動を解析した。これに対し、水平格子間隔870 mの高解像度全球雲解像モデル「Nonhydrostatic Icosahedral Atmospheric Model（NICAM）」によるシミュレーションから、CPRが観測するレーダー信号を模擬し、観測データとの相互比較を行った。対象は中緯度低気圧に伴う前線性雲や熱帯対流雲である。 解析の結果、雲内部の鉛直構造について、衛星観測とモデルが共通して捉える特徴が確認される一方で、粒子落下速度や上昇流強度の分布には差異も見られた。これにより、数値モデルの雲微物理過程の表現や、衛星観測から鉛直運動を推定する際の不確実性に関する定量的な知見が得られた。観測とモデルの併用が、単独利用では見えにくい雲内力学の評価を可能にすることが示された。
本成果は、将来の気候予測や豪雨など極端現象の予測精度向上に向け、EarthCARE衛星データを用いたモデル検証研究の基盤となる。気象・気候モデルの改良指針を与えるとともに、観測データの高度利用にもつながる点で意義が大きい。本研究は、宇宙航空研究開発機構のEarthCAREミッションおよび科研費の支援を受け、スーパーコンピュータ「富岳」を用いて実施された。