NASAの新しい衛星がハリケーン・カトリーナのような災害を防ぐのに役立つかもしれない

約 10 年前、ハリケーン カトリーナがメキシコ湾沿岸を荒廃させました。メキシコ湾の暖かい海域を移動中に、嵐は予期せずカテゴリー 3 のハリケーンからカテゴリー 5 へと勢いを増し、最悪のシナリオとなりました。時速 125 マイルを超える風速で、カトリーナは予測の 3 倍の高さの水の壁をルイジアナ州の堤防に押し寄せ、1,833 人が死亡し、少なくとも 800 億ドルの物的損害が発生しました。

ニューオーリンズの堤防決壊が被害に大きく影響したとはいえ、ハリケーンの強さを科学者がもっと正確に予測できていれば、ハリケーン・カトリーナの死者数の一部は避けられたかもしれない。「ハリケーンの進路を予測する能力は、過去25年間で着実に向上してきました」とミシガン大学の気象学者クリス・ラフ氏は言う。「しかし、強度の予測はまったく向上していません。」

幸運にも、ラフ氏はその冴えない実績を破れると考えている。2016年に、同氏のチームは8機の小型衛星を地球の赤道周回軌道に打ち上げる予定だ。これにより、発達中のハリケーンの地獄のような中心部の風速を初めて継続的に測定できるようになる。その風速は、嵐がどのくらい強くなるかを示すものだ。

「ハリケーンの強度の予測は、25年間まったく改善されていません。」

ハリケーンがどこへ移動するかは、周囲の空気の流れから比較的簡単に予測できます。しかし、ハリケーンの強さは、主に風速によって決まります。風速の速いハリケーンは、より多くの水を巻き込みます。その後、蒸発した水が冷えて凝縮すると、熱が放出されます。「それがハリケーンを動かすエネルギーです」とラフ氏は言います。「風速を追跡できれば、エネルギーを追跡できます。」

風速を測定する気象衛星は数多くあるが、雨天時にはそれほどうまく機能しない。つまり、ハリケーンの中心部を見るという点では、気象衛星はほとんど役に立たないということだ。

ルフの超小型衛星群 CYGNSS は、この問題を巧みに回避しています。衛星が地球に絶えず送信している GPS 信号を活用します。これらの信号は一般的な気象衛星よりも長い波長を使用しているため、雨を透過しても大きな損傷を受けません。CYGNSS の GPS 受信機 (携帯電話に搭載されているものなど) はこれらの信号を受信して​​、地球から跳ね返ってきたときに、衛星は表面で信号がどの程度歪んでいるかを測定します。歪みが大きいほど海が荒れ、嵐が激しくなります。

CYGNSS 衛星は本質的には太陽電池パネルの翼を備えた GPS 受信機にすぎないため、一般的な気象衛星よりもはるかに小型で安価です。バスサイズの気象衛星は 1 基あたり約 4 億ドルかかることもありますが、それに比べると CYGNSS 衛星は約 600 万ドルで、電子レンジほどの大きさです。

「これらの GPS 受信機は非常に安価で、非常に効率的で、消費電力が非常に少ないのです」と Ruf 氏は言います。「つまり、私たちは多数の受信機を購入する余裕があるということです。また、多数の衛星があれば、非常に頻繁に測定できるため、風の画像の更新速度が非常に速くなります。」

「これらの GPS 受信機は非常に安価で、非常に効率的で、非常に低消費電力です。」

現在、科学者がハリケーンの強さを測定する唯一の方法は、嵐の中に飛行機やドローンを飛ばすことです。これらのハリケーン追跡航空機は、すべての嵐を測定できるわけではなく、継続的な監視も提供しません。一方、CYGNSS は、ほぼ地球全体をほぼ継続的にカバーします。

海と大気の境界面を詳しく観察することで、科学者たちはハリケーンがいかにして低脅威の嵐から突然、壊滅的な暴風雨に変貌するかをより深く理解できるようになるだろう。ラフ氏は、最終的には、データによって嵐が強まるかどうか、強まる場合はどの程度強まるかを予測できるようになることを期待している。これにより、嵐の進路上にあるコミュニティーは、準備に時間をかけ、必要に応じて避難する時間も増えるはずだ。

訂正、2015 年 6 月 5 日: この記事の以前のバージョンでは、カトリーナが上陸した時の風速が時速 157 マイルであると伝えていましたが、実際の風速は時速 125 マイルでした。この誤りを遺憾に思います。また、カトリーナの破壊の結果として堤防決壊が起こったことの重要性を強調するために文章を更新しました。これらの衛星では堤防決壊を予測することはできませんでした。