2020 Fiscal Year Annual Research Report
Promotion of study on the UV-visible optical absorption property of organic aerosols using a ground-based observation network and a climate model
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19H04235
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
入江 仁士 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 准教授 (40392956)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須藤 健悟 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (40371744)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 有機エアロゾル / 光吸収特性 / 国際観測網 / 全球化学気候モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、実大気中の有機エアロゾルの光吸収特性(340-870 nm)に関する新たな定量的な観測的知見（Aerosol Absorption Optical Depth (AAOD; 吸収エアロゾル光学的厚さ)やAbsorption Angstrom Exponent(AAE; 吸収オングストローム指数）)を得るとともに、その光吸収特性の変動要因を明らかにする。独自に世界展開している国際観測網を活用し、エアロゾル特性が明瞭に異なる５つもの主要な観測地点 (日本３地点、タイ１地点、インド１地点)に焦点を当てる。独自の紫外～可視の光吸収特性の長期連続観測技術、および、その変動要因の重要なフィンガープリントをもたらす有機ガス濃度等の観測技術の両方を世界で唯一有する本研究グループのみが可能な研究である。全球化学気候モデル・衛星データも援用した研究体制で相乗的な研究成果を挙げ、有機エアロゾルの光吸収特性に関する研究を推進する。
R02年度は、当該国際観測網サイトにおいて連続観測を継続する計画だったが、海外サイトでは新型コロナウイルスの影響で断片的になってしまった。しかし、現地協力者の協力でR03年度に連続観測再開の見通しを得た。国内外全サイトにおいて、AAODとAAEを定量的に見積もり、観測的知見を蓄積すると共に、先行研究との相違を明らかにした。AAODやAAEを様々な時間スケールで明らかにし、変動要因の解明を念頭に考察を行った。また、MAX-DOAS観測から、光吸収特性の変動要因のフィンガープリントをもたらすガス濃度や濃度比を求めた。ガス・エアロゾルの観測情報について、全球化学気候モデルCHASERを用いて、バイオマス燃焼等からの有機エアロゾルの発生起源・寄与を解析した。さらには、観測から特定されたブラックカーボンとブラウンカーボンのイベントを比べ、両者の光吸収の強さを比較した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り、当該研究が対象とするユニークな５つの観測地点（千葉、福江島、春日、タイ・ピマイ、インド・パンテナガール）それぞれにおいて、必要な地上リモートセンシング観測装置（スカイラジオメーターとMAX-DOAS）を整備し、長期連続観測を開始した。しかしながら、うち２つの国際サイトについては、新型コロナウイルスの影響のため、現地でのメンテナンスができていない状況である。他方、並行して、全球化学気候モデル(CHASER)の計算に不可欠な、揮発性有機化合物(VOCs)等のエミッションインベントリー等の整備を行った。バイオマス燃焼等からの有機エアロゾルの発生起源・寄与を解析し、さらには、観測から得られたAAEで特定されたブラックカーボンとブラウンカーボンのイベントを比べ、両者の光吸収の強さを比較した。
以上より、おおむね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で対象とする５地点で長期連続観測を継続する。そのために、とりわけ２つの国際サイトについては、現地協力者の協力を得るなどして早急に対応する。そのうえで、各地点において、AAODとAAEを定量的に見積もり、観測的知見を蓄積するとともに、先行研究との相違の理解を一層高める。エミッションとの関連については、比較的エアロゾルの変動要因が分かっている日本３地点のデータや過去データをリファレンスにし、また、前年度までの結果に基づき、ピマイやパンテナガールのAAODやAAEの評価を高精度化させる。複数年にわたる長期連続観測を活かし、AAODやAAEを様々な時間スケールで明らかにし、変動要因の解明を念頭に考察を行う。また、MAX-DOAS観測をもとに、光吸収特性の変動要因のフィンガープリントをもたらすガス濃度や濃度比を算出し、光吸収特性の変動要因解析に活用する。
観測で得られるガス・エアロゾルの濃度情報について、全球化学気候モデルCHASERを用いて、バイオマス燃焼等からの有機エアロゾルの発生起源・寄与を解析する。さらには、観測から得られたAAEで特定されたブラックカーボンとブラウンカーボンのイベントを比べ、両者の光吸収の強さを比較する。このようなエアロゾルの光学特性に関する新たな定量的な観測的知見を拘束条件とし、CHASERモデル内のパラメータを修正するなどして放射強制力の再評価を行い、これまでの知見（例えば、IPCC-AR5,6）からの更新として整理するなど、放射強制力の議論を行う。ひいては、気候モデルでの有機エアロゾルの取り扱い方法の改善を提案する。
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[Journal Article] An overview of and issues with sky radiometer technology and SKYNET2020
Author(s)
Nakajima, T., M. Campanelli, H. Che, V. Estelles, H. Irie, S.-W. Kim, J. Kim, D. Liu, T. Nishizawa, G. Pandithurai, V. K. Soni, B. Thana, N.-U. Tugjsurn, K. Aoki, M. Hashimoto, A. Higurashi, S. Kazadzis, P. Khatri, N. Kouremeti, R. Kudo, F. Marenco, M. Momoi, S. S. Ningombam, C. L. Ryder, and A. Uchiyama
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Journal Title
Atmospheric Measurement Techniques
Volume: 13
Pages: 4195～4218
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Validation of tropospheric NO2 column measurements of GOME-2A and OMI using MAX-DOAS and direct sun network observations2020
Author(s)
Pinardi, G., M. V. Roozendael, F. Hendrick, N. Theys, N. Abuhassan, A. Bais, F. Boersma, A. Cede, J. Chong, S. Donner, T. Drosoglou, U. Friess, J. Granville, J. R. Herman, H. Eskes, R. Holla, J. Hovila, H. Irie, et al.
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Journal Title
Atmospheric Measurement Techniques
Volume: 13
Pages: 6141～6174
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Sentinel-5p Tropospheric NO2 Data Assessment using MAX-DOAS and Direct Sun Measurements2020
Author(s)
Pinardi, G,, S. Compernolle, T. Verhoelst, M. Van Roozendael, F. Hendrick, H. Eskes, A. Piters, A. Cede, M. Tiefengraber, A. Richter, A. Bais, D. Κaragkiozidis, F. Gkertsi, Y. Kanaya, M. Grutter, C. Rivera, S. Niemeijer, P. Raptis, S. Kazadzis, X. Zhao, V. Fioletov, H. Irie, and the NIDFORVAL and PGN teams
Organizer
DOAS Workshop 2020
Int'l Joint Research
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