広域陸面から対流圏への窒素酸化物鉛直輸送量の評価

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680516
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 安田 延壽 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30004419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 余 偉明 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60251716) ; 山崎 剛 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80220317) ; 岩崎 俊樹 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80302074) ; 北條 祥子 尚絅女学院短期大学, 人間関係科, 教授 (90005033) ; 松島 大 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50250668)
• Keywords: 窒素酸化物 / 微量気体 / 乱流輸送 / 都市キャノピー / 局地気象 / 環境科学

Research Abstract

仙台市内の代表的幹線道路において、8高度で測定した都市キャノピー内の窒素酸化物(NOとNO2のモル和)の1日平均値の鉛直分布の特別観測18例を用いて、摩擦NOX濃度C*を計算した。その特別観測地の近くにある県の測定局「木町自動車排出ガス測定局」の1日平均のNOX濃度との関係を調べた。その結果、C*と木町自排局の一日平均濃度C(木町)はC*=0.0416C(木町)と表現され、相関係数は0.9以上であった。この関係を仙台市内の7カ所の自動車排出ガス測定局及び一般環境測定局4カ所について応用し、1991〜1998年のNOX鉛直輸送量を計算した。C*とC(公的測定局濃度)の関係式は、温度成層が非中立の場合は成立しない。そこで、顕熱輸送量を計算し、大気安定度を計算に取り入れた。顕熱輸送量は東北大学気象学研究室で開発した接地境界層モデルを改良して計算した。その結果以下のようなことが分かった。晴天日の場合特に暖候期では、日中、NOX鉛直輸送量が非常に大きくなり、混合層上部にまで運ばれることが分かった。夜間は放射冷却のため、鉛直輸送量は非常に小さくなる。雲量が多い場合日中と夜間の鉛直輸送量の差が小さくなる。冬季北西の風が強い場合は、大気安定度が弱くても、強制混合のため鉛直フラックスは大きい。自排局の8年間のNOX鉛直輸送量は、道路幅26.9m(7つの道路の代表的幅員)、道路長100mから年間平均NO2換算で625kgの窒素酸化物が対流圏中・上部に運ばれる結果を得た。一般環境測定局4地点の平均は、1/3以下で195kgであった。更に、宮城県郊外および福島県について計算中であり、同時に、海陸風や山谷風の影響を数値シミュレーションを用いて検討している。毎年1回宮城県全域のNO2測定値が10年間分あり、その利用を検討している。また微量気体の鉛直輸送の研究を行った。

Research Products

• [Publications] 後藤純也,安田延壽: "不安定時の乱流強度の性質と,温度及び比湿輸送量の簡易測定法"水文・水質源学会誌(発表予定). 13巻2号. 114-123 (2000)
• [Publications] 安田延壽,北條祥子: "1991年から10年間の宮城県のNO_2一斉調査結果と気象条件"日本環境学会誌(予定). (2000)
• [Publications] 安田延壽,小守健一,北條祥子: "都市キャノピー内の窒素酸化物の鉛直分布の特徴"大気環境学会誌(予定). (2000)
• [Publications] 安田延壽,小守健一: "都市キャノピーからの窒素酸化物鉛直輸送の研究"大気環境学会誌(予定). (2000)
• [Publications] 安田延壽: "広域陸面からの窒素酸化物の対流圏中・上部への輸送"大気環境学会誌(予定). (2000)