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2018 Fiscal Year Research-status Report

A study of spatio-temporal changes of aerosols and trace gases in South America by utilizing the SAVER-Net observing network

Research Project

Project/Area Number 18KK0289
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

水野 亮  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (80212231)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西澤 智明  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 室長 (10462491)
神 慶孝  国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 特別研究員 (30749718)
弓本 桂也  九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (50607786)
長濱 智生  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (70377779)
秋吉 英治  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 室長 (80211697)
杉田 考史  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 主任研究員 (90312230)
Project Period (FY) 2018-10-09 – 2024-03-31
Keywordsエアロゾル / ライダー観測網 / オゾンホール / 同化予報モデル / ミリ波大気分光
Outline of Annual Research Achievements

計画初年度に当たる2018年度は、まず9台の多波長ライダーから成るエアロゾル観測網およびオゾンホール観測機器の整備とデータ解析システムの整備を進めた。アルゼンチンの経済状態の悪化から相手国側での十分な予算確保ができず、装置面の整備においてやや遅延が見られたため、日本からフラッシュランプなどの消耗品を支援した。また、3月に派遣した若手研究員により、ブエノス・アイレス、コルドバ、ネウケンの3箇所のライダーのアラインメントが改善され、より良質のデータが取得できるようになった。オゾンホール観測では、ブリューワ分光計は順調に稼働を続けデータをWOUDCの国際データベースに提供している。ミリ波分光計は極低温冷凍機用チラーのトラブルにより連続観測が中断したが、分光データ解析システムの見直しと改良を進め、オゾンホール予測のデータ同化に向けた準リアルタイム解析システムの基盤を固めた。また、2017年までに取得したデータの解析を進め、オゾン鉛直分布と渦位や温度等の気象場との比較からオゾンホール境界部のオゾン変動の特徴を観測的に明らかにした。さらにオゾンホールの形状変化やオゾン鉛直分布の微細構造の理解について、モデルおよびオゾン観測データと気象場の比較から下層大気の波動による影響が重要であることを指摘する論文を2編発表した。また、2009年のオゾンホールの偏心イベントをもとに、同化モデルを用いた南米南端部でのオゾンホール予測実験を進め、同化するデータの種類や予測計算開始日等の条件を変えることで予測にどのような影響が出るかを調べた。その結果、オゾンホールが南米南端部にさしかかかる数日前から予測計算を開始した方が、オゾンホール勢力圏内に入った後に計算を開始するよりも実測データとの再現性がよいという予想外の結果が得られ、オゾンホール勢力圏に入る前の下層大気の情報が予測に影響している可能性が示唆される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

エアロゾルライダー網の維持・整備において、アルゼンチン側の経済状況の悪化に伴い、故障し不具合が生じたレーザーの復旧に遅滞が生じたことや、落雷により新たにレーザーが故障するなどの不測の事態が発生した。ネットワークを構成するライダーに、エアロゾルの輸送過程を研究する上での優先順位をつけ、上位のライダーの故障機材を下位のライダー機材で置き換えるなどの対応を行った。研究上の要所のデータ欠損をできる限り抑えたことにより大きな支障とはなっていない。またオゾン観測においては、ブリューワ分光計は故障もなく順調に稼働している一方、アルゼンチン側の経済状況のため差分吸収型オゾンライダーのレーザ発振に必要なガスが十分確保できていない問題があった。これに対してはミリ波分光計でオゾン鉛直分布を観測することでオゾンライダーの欠損を補填していきたいと考えている。2018年度はミリ波分光計も装置の故障で運用を中断していたが、故障箇所の同定と対処法は明らかになっており、2019年度以降に再開し観測を軌道に乗せたいと考えている。若干の遅延はあったものの6年間の計画の中での大きな支障とはなっていないと考えている。チリ側は故障や消耗品の調達などでの問題もなく、共同研究は概ね順調に推移している。

Strategy for Future Research Activity

データ解析およびモデル関係の研究は順調に進捗しており、初年度に明らかになった課題、例えばオゾンホール予測の計算開始日時の影響の気象・物理学的理解を2年次以降に詰めていく。観測面での課題は観測装置の安定運用で、アルゼンチンの経済状況の悪化は2019年度も同様に続くと予想されるため、その対策が必要となる。相手国機関で前年度予算で承認されていたものの、執行段階で予算がキャンセルされるという想定外の事態が発生しており、当初計画では相手国への渡航費を多めに計上していたが、SkypeやZoomなどのTV会議システムをできる限り活用して旅費の支出を抑え物品費に回すこと、および他の外部資金を獲得して相手国機関の経済的支援を行うことで状況を改善したいと考えている。2019年度中に観測網の運用を正常化し、3年目以降は当初計画どおり、データ解析と同化モデル開発に主体をおいた研究に移行できるように進めていきたいと考えている。

  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] SMN/UNIDEF-DEILAP(アルゼンチン)

    • Country Name
      ARGENTINA
    • Counterpart Institution
      SMN/UNIDEF-DEILAP
  • [Int'l Joint Research] UMAG/DMC(チリ)

    • Country Name
      CHILE
    • Counterpart Institution
      UMAG/DMC
  • [Journal Article] Analysis of the Ozone Reduction Event Over the Southern Tip of South America in November 20092018

    • Author(s)
      Akiyoshi Hideharu、Kadowaki Masanao、Nakamura Haruna、Sugita Takafumi、Hirooka Toshihiko、Harada Yayoi、Mizuno Akira
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 123 Pages: 12,523~12,542

    • DOI

      10.1029/2017JD028096

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characteristics of Atmospheric Wave‐Induced Laminae Observed by Ozonesondes at the Southern Tip of South America2018

    • Author(s)
      Ohyama H.、Mizuno A.、Zamorano F.、Sugita T.、Akiyoshi H.、Noguchi K.、Wolfram E.、Salvador J.、Benitez G. C.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 123 Pages: 11,811~11,829

    • DOI

      10.1029/2018JD028707

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Aerosol monitoring with a lidar observation network in southern South America2018

    • Author(s)
      Papandrea Sebastian、Jin Yoshitaka、Ciminari Hernan、Bali Juan Lucas、Salles Maria Alejandra、Barbero Albane、Ristori Pablo、Otero Lidia、Salvador Jacobo、Barja Boris、Nishizawa Tomoaki、Shimizu Atsushi、Sugimoto Nobuo、Mizuno Akira、Collini Estela、Mingari Leonardo
    • Journal Title

      SPIE Proceedings, Lidar Remote Sensing for Environmental Monitoring XVI

      Volume: 10779 Pages: id. 1077912

    • DOI

      10.1117/12.2324774

    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ラマンライダーデータを用いたエアロゾルコンポーネント解析2018

    • Author(s)
      西澤智明、杉本伸夫、清水厚、鵜野伊津志、原由香里、工藤玲
    • Journal Title

      光アライアンス

      Volume: 29 Pages: 1~6

  • [Presentation] Current status and progress on AD-Net and ISDC2019

    • Author(s)
      Tomoaki Nishizawa, Akiko Higurashi, Atsushi Shimizu, Yoshitaka Jin, and Nobuo Sugimoto
    • Organizer
      5th International SKYNET workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 走査型干渉計を用いた高スペクトル分解ライダーの開発2018

    • Author(s)
      神慶孝,杉本伸夫,西澤智明,岡本創
    • Organizer
      日本気象学会2018年度秋季大会
  • [Presentation] 衛星搭載ライダーCALIOPを用いた長期・全球エアロゾルコンポーネント解析2018

    • Author(s)
      西澤智明, 工藤玲, 藤川雅大, 及川栄治, 日暮明子, 岡本創
    • Organizer
      日本気象学会2018年度秋季大会
  • [Presentation] アルゼンチン・リオガジェゴスでのミリ波を用いた成層圏オゾンの観測2018

    • Author(s)
      關博則、水野亮、長濱智生、中島拓、大山博史
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会2018年秋学会
  • [Presentation] オゾンを同化した化学気候モデルによる初期値を用いた南米11月のオゾン予測の試み2018

    • Author(s)
      中村東奈, 秋吉英治, 杉田考史, 水野亮
    • Organizer
      日本気象学会2018年度秋季大会
  • [Presentation] Dynamical analysis in the Southern Hemisphere associated with a three-week total ozone reduction over the southern tip of South America in November 20092018

    • Author(s)
      Akiyoshi H., Kadowaki M., Nakamura H., Sugita T., Hirooka T., Harada Y., Mizuno A.
    • Organizer
      SPARC General Assembly 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] SAVER-Net

    • URL

      http://www.savernet-satreps.org/en/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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