データと意思決定のギャップを埋める新しい気候衛星ミッションの狙いとは？
気候危機への緊急対応が今求められています。地球温暖化、大気汚染、海洋生物多様性の減少といった脅威に地球が直面している今、宇宙から地球を見渡す衛星の取り組みは、気候変動の影響を明らかにし、この知識を世界中に広げるための重要なデータを提供します。
これらの衛星は、気候変動の影響をさまざまな方法で解釈し、一般の人々の理解を深めることができます。しかし、このデータの取得は最初の一歩に過ぎず、多くの活発なミッションは、データが外に出た後、どのようにインパクトを与えるかという課題に取り組んでいます。
最近打ち上げられた3つのミッション、MethaneSAT、Muon Space、NASAのPACE衛星は、地球の海洋や大気中の反応をリアルタイムで示す環境モニタリングに異なる技術を採用しており、データ収集と実社会への影響のギャップを埋めるために異なるアプローチをとっています。
MethaneSATは、気候変動に取り組む世界的な非営利団体である環境防衛基金（EDF）によるイニシアチブです。3月4日に軌道に打ち上げられたこの新しい衛星は、メタン排出データの収集を主導している。メタンは、二酸化炭素の80倍以上の温室効果を持つ強力な温室効果ガスであり、EDFは、地球温暖化を遅らせる最も手っ取り早い方法はメタン汚染を削減することであるとしている。メタンSATは、世界中の石油・ガス施設からのメタン汚染を測定します。
MethaneSATの主な目標は、石油・ガス産業から排出される有害なメタンを2030年までに75％削減することです。このミッションでは、衛星リモートセンシング技術を利用して、流域または小流域の総排出量を追跡し、流域全体の排出量をマッピングし、排出源とその排出源を特定します。
EDFのチーフ・サイエンティストであるスティーブン・ハンバーグ氏は、MethaneSATからのデータは「根本的な透明性」をもたらし、企業に説明責任を課すことになると語っています。
「MethaneSAT革命とは、全体像を把握し、分布を理解し、一貫した比較対照能力を持つことです。それこそが革命であり、根本的な透明性なのです。誰もがアクセスできる。誰もがそれを見ることができる。人々が信頼し、検証できるようにすることです。」とハンバーグ氏は述べています。
ハンバーグ氏によると、このミッションは主に3つの疑問を解決することを目的としています。
地球規模で、あるセクター全体の排出量はどこにあるのか？
その排出量は地球規模でどの程度分布しているのか？
その排出量は時間とともにどのように変化しているのか？
MethaneSATは、排出がどこからもたらされているのかを特定し、企業が国の規制を遵守できるよう、業界の排出量報告の事実をチェックすることを目的としています。アメリカ環境保護庁（EPA）は2023年12月2日、石油・天然ガス事業からのメタンやその他の有害な大気汚染の排出を削減する最終規則を発表しました。
ハンバーグ氏は、これらの新しい規制は、企業が排出量について真実と透明性を守っているかどうかを明らかにすることができると説明しています。もし遵守しなければ、企業は金融投資家や公的支援を失う危険性があります。
また、ヨーロッパ、日本、韓国などの国際市場からも圧力がかかるでしょう。ハンバーグ氏によれば、もし各国政府が天然ガス供給会社に排出量の削減を求めるのであれば、それは市場（誰が生産し、誰が販売し、ガス代はいくらか）に大きな影響を与えることになります。
このデータの狙いは、これらの排出がどこから来ているのかを明確にし、誰が排出削減に成功しているかを比較することで、他の企業がそれを模倣できるようにすることです。ハンバーグ氏によれば、2025年から公開されるこのデータは、より長期的な目標への扉を開くものだといいます。
「脱炭素化のような長期的な取り組みを続ける一方で、化石燃料への依存をできるだけ早く減らす必要があります。しかし、そうしている間にもメタンをすぐに削減する必要があります。それは可能です。私たちはツールを手に入れ、これまで経験したことのないレベルでこの問題を理解し始めるだろうと、私は非常に楽観視しています。」
Turning Imagery into Impact
TerraWatch Space Advisory and Insightsの創設者であるアラヴィンド・ラヴィチャンドラン氏は、地球観測業界を追跡し、この分野の企業にコンサルティングを行っています。ラヴィチャンドラン氏は、気候変動に最も大きな影響を与えるのは、解決したい明確な目標を持っている企業か、データのコストを可能な限り下げ、より多くの人々がデータにアクセスできるようにすることに注力している企業だと考えています。
ラヴィチャンドラン氏は、衛星業界とパートナー、そして顧客が、商業データの対価を誰が支払うかという問題をどのように解決しているのか、そしてそれがどのように実際の行動につながるのかを指摘しています。
「EOプロバイダーがコントロールできないのは、このデータが何に使われるかです。あるいは、そのデータは行動を起こすために使われるのか？私たちは排出量を可視化するソリューションを持っていますが、その企業が排出を止めなければ、何の意味もありません。行動を起こすかどうかは、人間、組織、企業、政府次第だと思います」。とラヴィチャンドラン氏は言います。
ラヴィチャンドラン氏はまた、商用データへの資金提供や支払いは誰が行うのかという問題も提起しています。政府衛星から無料で入手できる地球観測データはいろいろありますが、衛星業界とその顧客は、商用データの金銭的価値をまだ決定していません。
「衛星データの有用性が明らかなユースケースもある。排出量もその1つだが、誰がそれにお金を払うのかという問題が出てきます。それは公共財なのか？企業が払うのか？政府が払うのか？そのあたりは今、解明されつつあるところです。」とラヴィチャンドラン氏は言います。
この価値を判断するのが難しいのは、このデータが世界規模で適用されるのをまだ見ていないからでもあります。ラヴィチャンドラン氏によれば、このデータの活用事例が増えれば、その価値が認識され、一般市民もこの変化が起こるのを目にするようになるだろうとのことです。
Data Without Politics
気候変動の影響を特定するために活動しているもうひとつのミッションは、NASAのプランクトン、エアロゾル、雲、海洋生態系（Plankton, Aerosol, Cloud, and Ocean Ecosystem：PACE）ミッションです。この衛星は、気候ダイナミクスと、地球の気候システムにおけるエアロゾルと雲の役割を理解するために、地球の微細な宇宙を研究しています。
月に打ち上げられたこの衛星には、海洋の色彩観測装置と、植物プランクトンの群集がどのように移動し、栄養分や温度の変化に反応するかを観測する2つの極域観測装置が搭載されています。この観測機器は、大気がどのように変化しているかも観測しています。
NASAのPACEチーフ・サイエンティスト、ジェレミー・ウェルデル氏は、海水噴霧、花粉、火山灰などのエアロゾルがどのように光を反射し、放射線を吸収するかを説明しています。これらの微小粒子は、大気が温暖化している場所で、大気がどのように温暖化するかに重要な役割を果たしています。ウェルデル氏は、2014年12月に初めて正式なミッションとなって以来、NASAのこのミッションに携わってきました。
雲や大気中の植物プランクトン群集とエアロゾルの分布を調べることで、科学者たちは気候変動に対する生物学的反応を判断することができます。植物や藻類のバイオマスは全体の1％にも満たないにもかかわらず、この微細な群集は地球上の有機化合物の一次生産の約半分に貢献しています。
ウェルデル氏は、このミッションで多くの発見があり、NASAが微視的コミュニティの分析から何を学ぶかを期待しています。
「私はただ、これが変革的なものになることを望んでいます。あまりに多くのことを学びすぎて、最終的に何がわかるのかわからない。私はこれが、コミュニティが何かを学び取るための貢献であることを望んでいます。」
NASAはすでにPACE衛星から予備データを受け取り始めています。
MethaneSATが国の規制をバックアップすることを目的としているのに対し、PACEのデータは、地域社会の利益のためにデータを段階的に導入するために、地方自治体や地方公共団体を対象としています。
政府機関であるNASAは、政策的な解決策を提示するのではなく、質の高いデータを作成することに重点を置いています。
「私たちは政策機関ではないので、意思決定者や人々が利用できるように、政治的な要素を排除して最高品質のデータを提供します。NASAは、観測と結びついた社会的な応用をより強く推し進め始めている。」とウェルデル氏は言います。
彼は、NASAが2019年12月からPACEの内部にアプリケーションプログラムを持ち、30の異なるプロジェクトがPACEと密接に協力し、データの利用方法について学んでいると説明しています。
ウェルデル氏は、漁業と沿岸管理がPACEのデータを最初に採用するだろうと予測しています。彼は、漁業は有益な植物プランクトン群集が存在する栄養豊富なエリアを選択できるように、宇宙からの視点を活用するだろうと言います。PACEのデータは、水や食料供給を汚染する可能性のある有毒な植物プランクトンや藻類が繁殖している場所を示すこともできます。
「彼らは地方自治体や流域管理者、あるいは大学や他の政府機関に相談しています。漁業管理から、アザラシのタグ付けのようなさらに先の応用まで、地域レベルで始まります。」とウェルデル氏は述べています。
Climate Change as a National Security Issue
地球温暖化や大気の質は別として、科学者が気候を特定するもうひとつの方法は、異常気象や気温である。Muon Space社が最近打ち上げた別の気候衛星ミッションは、新たに反応する気候パターンを明らかにすることを目的としています。
Muon Space社は、低軌道（LEO）衛星コンステレーションの設計、構築、運用を行うエンド・ツー・エンドの宇宙システム・プロバイダーです。その新しいコンステレーションは、地球の気候と生態系を監視するための小型衛星とセンサーで構成されています。3月に打ち上げられたMuSAT-2は、異常気象予報衛星です。
この衛星は、米国国防総省（DoD）の気象プログラムをサポートする新技術をテストするもので、業界をリードするデータ転送速度を実現する先進的な宇宙仕様のソフトウェア定義無線システムなどが含まれます。
Muon Spaceのチーフ・サイエンティスト、ダン・マクリース氏は、MuSAT-2は同社初の科学ミッションであると述べました。この衛星は、GPS信号の地表からの反射を利用して、土壌水分、海面風、宇宙天気などのパラメータを測定する装置を搭載しています。
衛星はGPS情報を使って地表からの反射信号を解釈しています。地球の大気圏を通過して、衛星に直接ナビゲーションとポインティング情報を生成することができます。これは、大気の垂直温度プロファイルをよりよく理解することを目的としています。
MuSAT-2は、国防総省のためにデータを収集し、夏の初めに配布されることを目指している米空軍のデータセットを開発し、天気予報の改善に役立てる。この衛星は、土壌水分や海面風などの気象指標を追跡します。
マックリース氏によれば、このデータが気候研究に与える影響はいくつかあるといいます。
「我々が今空軍のために行っているデータは、天気予報を改善するためのもので、気候予測の改善につながるものです。土壌水分のようなパラメータは、気象の非常に急速な変動から、今日観測されているような長期的な気候変動に変換する上で重要です。」
Muon Space社は現在、政府機関と民間企業の両方の顧客にサービスを提供しています。同社は、NASAやNOAAのための地球科学観測や、国家安全保障のための観測に取り組んでいます。マクリース氏はまた、データから変化を実現する方法を見つけることの難しさも認識しています。
「地球をよりよく管理するために、政府の行動や産業慣行の改善を通じて政策変更を行うための道筋を描くのは非常に難しく、宇宙から集められた情報は、気候変動を抑制するためにどのような政策や慣行が利用可能であるべきかを知らせるだけでなく、それらの慣行や政策が実際にどの程度効果的であるかを監視するのにも役立ちます。」とマクリース氏は言います。
これらのイニシアチブはすべて、気候変動に関する一般市民の知識拡大に役立つデータを提供することを目的としています。データが知識のギャップを埋めれば、次の重要な変化は、これらの発見を社会に役立てることです。
ラヴィチャンドラン氏は、これらのデータがどのように組み合わされ、応用されるかにおいて、ソリューション企業が大きな役割を果たすだろうと言っています。というのも、企業はまだ市場のギャップや、どのような種類のデータを統合する必要があるのかを判断していないからです。
ラヴィチャンドラン氏は、成功の原動力となるこのデータの未来は、融合されるデータセットのコラボレーションになるだろうと予測しています。
「現在、多くの衛星データ会社が、今後2、3年の間に衛星を打ち上げています。私たちはすべてのデータを持っているので、より多くのソリューション企業を見ることになるでしょう。すべてのデータを融合し、データを一緒に処理し、エンドユーザーのためにインサイトを適切に視覚化するためのプラットフォームが必要なのです。」と彼は言います。
政府や一般市民が利用できるデータが増えれば増えるほど、気候変動の影響を遅らせるための新しい政策や行動を導入する機会が増えます。
EDFの科学者であるスティーブ・ハンバーグ氏は、MethaneSATのような新しいミッションは、質の高いデータを活用することで、変化を促進するための直接的な問題を特定することができると言います。
「私たちは鮮明な画像を得ることができます。どこに問題があるのか、どこで人々がよりよく活動しているのかがわかるのです。それが私たちに必要なことであり、さまざまな部門にわたって世界中で必要なことなのです。そうすれば、脱炭素化などの長期的な取り組みを続けながら、短期的に最大限の利益を得られる場所にエネルギーを集中させることができる」。とハンバーグは言います。
【原文へ】How New Climate Satellite Missions Aim to Bridge the Gap Between Data and Decisions
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