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Seamless understanding of nonlinear meteorology-chemistry processes based on multifaceted observations using low-altitude isolated peaks

Research Project

Project/Area Number 23H05494
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Broad Section K
Research InstitutionJapan, Meteorological Research Institute

Principal Investigator

梶野 瑞王  気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (00447939)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 日下 博幸  筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (10371478)
三隅 良平  日本大学, 文理学部, 教授 (20414401)
山下 克也  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 極端気象災害研究領域雪氷防災研究センター, 主任研究員 (30772925)
折笠 成宏  気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 室長 (50354486)
関谷 薫  筑波大学, 計算科学研究センター, 主任研究員 (60989218)
猪俣 敏  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主席研究員 (80270586)
Project Period (FY) 2023-04-12 – 2028-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help
¥203,970,000 (Direct Cost: ¥156,900,000、Indirect Cost: ¥47,070,000)
Fiscal Year 2025: ¥44,070,000 (Direct Cost: ¥33,900,000、Indirect Cost: ¥10,170,000)
Fiscal Year 2024: ¥41,990,000 (Direct Cost: ¥32,300,000、Indirect Cost: ¥9,690,000)
Fiscal Year 2023: ¥45,890,000 (Direct Cost: ¥35,300,000、Indirect Cost: ¥10,590,000)
Keywordsエアロゾル雲相互作用 / 局地気象化学モデリング / 微物理観測 / 化学観測 / 室内実験
Outline of Research at the Start

エアロゾルと雲は大気中で相互に作用しながら気象と環境に様々な変化をもたらす一方で、一連の素過程は非線形で多くの未解明パラメータを含むため、エアロゾルと雲の相互作用を介した気象・環境影響に関する理解度は依然として低い。本研究では、代表的な雲底高度(1000 m程度)に山頂をもつ筑波山などを活用してエアロゾルと雲の多角的な連続直接観測を実施し、反応実験システム・雲生成チャンバー等による室内実験と、エアロゾルの形成から降水粒子に至るまでの成長過程を正確に記述できる新しい数値モデルにより、エアロゾルと雲の相互作用がもたらす大気の物理・化学現象(気象・環境変化)の包括的かつ完全な理解を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

野外観測については筑波山頂観測所を整備した。エアロゾルから降水、粒径10 nmから8 mmまでに至る粒径分布を連続自動測定できる装置(SMPS、OPC、Fog monitor、ドリズルモニタ、LPM)と、エアロゾルの雲凝結核能を連続測定するCCN計を整備し、連続測定を開始した。バイオエアロゾルと氷晶核能を測定するオートチェンジャー付サンプラーを設置し、測定・分析を開始した。また新たに調達したバイオエアロゾルの連続自動測定装置WIBSの試験運用を行った。またエアロゾル、雲水、降水のサンプリングと化学成分分析を行った。筑波山麓観測所としてつくば市立旧田井小学校を整備した。室内実験として雲生成チャンバーを用いた気象研と環境研の合同実験に関するアイデアを議論した。防災科研の降雪・降雨生成装置によるエアロゾル洗浄係数の実験のために、気象研において予備実験を実施した。数値モデルにおいては、エアロゾルが雲・降水機構に及ぼす影響について首都圏都市豪雨や西日本線状降水帯事例などについて数値解析を行った。そのほか基礎技術として、領域気象化学モデルの適用、航空機による雲物理観測、山岳気象観測・モデリング、反応性窒素・有機窒素化合物の測定技術などの論文成果を数報発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

筑波山頂観測所の整備が完了した。数値モデル開発、室内実験も計画通り順次進めている。

Strategy for Future Research Activity

次年度は筑波山頂観測のさらなる充実と、筑波山麓観測所の新規整備を行う。数値モデル開発、室内実験は順次進行する。当初計画していたフランスとの共同研究だけでなく、ドイツやインドも含めて国際共同研究を強化していく。

Report

(3 results)
  • 2023 Abstract ( PDF )   Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 11 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (5 results)

  • [Int'l Joint Research] クレルモンオーベルニュ大学/パリ大学東クリテイユ校(フランス)

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      Kajino Mizuo、Kayaba Satoko、Ishihara Yasuhiro、Iwamoto Yoko、Okuda Tomoaki、Okochi Hiroshi
    • Journal Title

      Atmospheric Environment: X

      Volume: 21 Pages: 100237-100237

    • DOI

      10.1016/j.aeaoa.2024.100237

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    • Author(s)
      Kusaka Hiroyuki、Imai Yuma、Kobayashi Hiroki、Doan Quang-Van、Ngo-Duc Thanh
    • Journal Title

      Journal of Applied Meteorology and Climatology

      Volume: - Issue: 5 Pages: 597-616

    • DOI

      10.1175/jamc-d-23-0010.1

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    • Author(s)
      Kusaka Hiroyuki、Nishiba Satoshi、Asano Yuki
    • Journal Title

      Journal of Applied Meteorology and Climatology

      Volume: 63 Issue: 2 Pages: 263-282

    • DOI

      10.1175/jamc-d-23-0063.1

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      Misumi Ryohei、Uji Yasushi、Maesaka Takeshi
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      SOLA

      Volume: 20 Issue: 0 Pages: 8-15

    • DOI

      10.2151/sola.2024-002

    • ISSN
      1349-6476
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    • Author(s)
      KUO Wei-Chen, YAMASHITA Katsuya, MURAKAMI Masataka, TAJIRI Takuya, ORIKASA Narihiro
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 102 Issue: 4 Pages: 429-443

    • DOI

      10.2151/jmsj.2024-021

    • ISSN
      0026-1165, 2186-9057
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  • [Journal Article] Improved continuous measurement system for atmospheric total peroxy and total organic nitrate under the high NO<i>x</i> condition2024

    • Author(s)
      Ohara Nagomi、Shioji Takahiro、Matsumoto Jun、Inomata Satoshi、Sakamoto Yosuke、Kajii Yoshizumi、Shiigi Hiroshi、Sadanaga Yasuhiro
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 95 Issue: 4

    • DOI

      10.1063/5.0172219

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  • [Journal Article] Potential Impacts of Energy and Vehicle Transformation Through 2050 on Oxidative Stress‐Inducing PM<sub>2.5</sub> Metals Concentration in Japan2023

    • Author(s)
      Kayaba Satoko、Kajino Mizuo
    • Journal Title

      GeoHealth

      Volume: 7 Issue: 10

    • DOI

      10.1029/2023gh000789

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  • [Journal Article] Potential Impact of Battery Electric Vehicle Penetration and Changes in Upstream Process Emissions Assuming Night‐Charging on Summer O<sub>3</sub> Concentrations in Japan2023

    • Author(s)
      Kayaba Satoko、Kajino Mizuo
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 128 Issue: 11

    • DOI

      10.1029/2022jd037578

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  • [Journal Article] A numerical study of lightning-induced NOx and formation of NOy observed at the summit of Mt. Fuji using an explicit bulk lightning and photochemistry model2023

    • Author(s)
      Sato Yousuke、Kajino Mizuo、Hayashi Syugo、Wada Ryuichi
    • Journal Title

      Atmospheric Environment: X

      Volume: 18 Pages: 100218-100218

    • DOI

      10.1016/j.aeaoa.2023.100218

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  • [Journal Article] Spatiotemporal Variations in Summertime Arctic Aerosol Optical Depth Caused by Synoptic‐Scale Atmospheric Circulation in Three Reanalyses2023

    • Author(s)
      Yamagami A.、Kajino M.、Maki T.、Toyoda T.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 128 Issue: 22 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1029/2022jd038007

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  • [Journal Article] Very high particulate pollution over northwest India captured by a high-density in situ sensor network2023

    • Author(s)
      Singh Tanbir、Matsumi Yutaka、Nakayama Tomoki、Hayashida Sachiko、Patra Prabir K.、Yasutomi Natsuko、Kajino Mizuo、et al.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-023-39471-1

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Three types of clouds forming over the summit and downwind of a typical conical mountain, Mt. Fuji: a climatological study2023

    • Author(s)
      Kodama, T., H. Kusaka, T. Maeda, K. Konnai, N. Takada, M. Maebata, R. Ishida, R. Ishikawa, Ken T. Murata
    • Organizer
      The 36th International Conference on Alpine Meteorology
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  • [Presentation] Winds make cap and Tsurushi clouds over Mt. Fuji grow larger2023

    • Author(s)
      Kusaka, H., R. Ishida, Y. Imai, T. Ikeda, J. C. Knievel, G. Bryan
    • Organizer
      The 36th International Conference on Alpine Meteorology
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  • [Presentation] 低高度孤立峰を利用した多角的観測に基づく非線形気象化学過程のシームレスな理解2023

    • Author(s)
      梶野瑞王
    • Organizer
      2023年度 日本地球化学会 第70回年会
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    • URL

      https://www.mri-jma.go.jp/Member/researcher.html

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      https://www.geoenv.tsukuba.ac.jp/~renkei/mri.html

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      https://sites.google.com/view/kusakaken/

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      https://www.ccs.tsukuba.ac.jp/research_project/mt_tkb/

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    • URL

      https://saigai-kisho.net/

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Published: 2023-04-13   Modified: 2025-06-20  

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