日本語要旨

全球の気候データ記録および衛星による微量気体観測の高度化には、エアロゾルおよび雲特性の高精度な推定が不可欠である。2025年6月29日に打ち上げられた温室効果ガス・水循環観測技術衛星（GOSAT-GW）には、可視域（約450 nm）、酸素Aバンド（約760 nm）、および近赤外域（約1600 nm）における高分解能分光観測を目的としたTotal Anthropogenic and Natural emissions mapping SpectrOmeter-3（TANSO-3）が搭載されている。本研究では、GOSAT-GW/TANSO-3の運用開始に向けて、Tropospheric Monitoring Instrument（TROPOMI）のLevel 1Bデータを代替データとして用い、エアロゾルおよび雲特性を推定するアルゴリズムを開発した。本アルゴリズムでは、TANSO-3のバンド1を用いてエアロゾル光学的厚さ（AOD）および雲光学的厚さ（COD）を推定し、477 nm付近のO₂–O₂吸収を利用してエアロゾル層高度（ALH）および雲層高度（CLH）を推定する。ルックアップテーブルは、線形化擬球面ベクトル離散座標放射伝達モデル（VLIDORT）により作成し、さらに相対湿度、温度依存性、およびO₂–O₂吸収帯における系統的オフセットを考慮した補正を適用した。

ASIA-AQ 2024キャンペーン期間中の検証の結果、AODはAERONET観測と良好な一致を示し、相関係数（R）は0.781、二乗平均平方根誤差（RMSE）は0.265であった。一方、Pandora SMART-sによる推定値との比較では、より中程度の一致が確認され、Rは0.444、RMSEは0.378であった。ALH推定値は、AODが0.5を超える条件においてHigh Spectral Resolution Lidar-2（HSRL-2）観測と±1 km以内で一致したが、エアロゾル負荷が小さい条件では高度感度が低下し、推定値が地表付近に収束する傾向が見られた。COD推定値はTROPOMIの標準プロダクトと整合的であった。一方、O₂–O₂吸収帯に基づくCLH推定値は、酸素Aバンドを用いた結果に比べて平均的に約1 km低く、これは両吸収帯の鉛直感度の違いに起因すると考えられる。今後、地表反射率処理、エアロゾル種分類、および雲相判別のさらなる改良を進めることで、本アルゴリズムはGOSAT-GW観測の有効活用に貢献し、大気環境研究および大気質応用に資することが期待される。