2008 Fiscal Year Annual Research Report
アンサンブルカルマンフィルタを用いた大気微量成分同化システムの構築
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19740300
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
宮崎 和幸 Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 地球環境フロンティア研究センター, ポストドクトラル研究員 (30435838)
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| Keywords | 大気微量成分 / データ同化 / カルマンフィルタ / オゾン |
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| Research Abstract |
昨年度から引き続き、アンサンブルカルマンフィルタ(EnKF)によるデータ同化によって、大気輸送計算・大気組成シミュレーションがどの程度改善するかを明らかにした。EnKFによる流れに依存した気象解析を利用・反映することで物質輸送計算精度が大幅に改善可能であること、併せて大気組成の濃度をEnKFによってデータ同化することで大気組成の分布推定を更に大幅に改善可能であることを明らかにした。特に、大気組成のシミュレーション結果に大きな悪影響を及ぼす地表フラックス誤差が存在する状況において、EnKFによる大気組成濃度のデータ同化は重要な役割を果たすことが分かった。また、EnKFを対流圏の詳細な化学反応を含む全球3次元化学輸送モデルに適用し、オゾンなど反応性気体に関する大気微量成分の同化システムを構築した。モデル及び観測データに誤差はないと仮定した理想化実験においてそのシステムの性能を検証した。その結果、オゾン分布の推定に対して、化学的に関連する化学種濃度の観測情報をデータ同化に取り込むだけでも十分な改善が得られること、更にオゾン自身の観測情報を取り込むことで一段と精度の良い推定結果が得られることを明らかした。また、現実の地上観測網および衛星観測網に対応した観測システム実験を実施し、同化システムで解析精度を向上するための大気質監視網の効果的な配置について考察した。大気境界層内に時空間に密な観測情報がある場合には、大気汚染を引き起こす地上付近のオゾン濃度を精度よく推定可能であった。また、オゾンのみならず関連化学種の高精度な観測情報が大気境界層内に存在することが地上オゾンの推定に重要であった。一方、自由対流圏ではオゾン自身の高精度な観測情報を取り込むことが重要であった。これら得られた知見に基づき、実際の観測データを利用したオゾンなど大気微量成分のデータ同化研究に取り組んでいる。
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