2020 Fiscal Year Research-status Report

Improvement of NH3 emission inventory and analysis of ammonia nitrogen in Asia

Research Project

Project/Area Number	19K12303
Research Institution	Asia Center for Air Pollution Research
Principal Investigator	黒川純一一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, 大気圏研究部, 上席研究員 (70534262)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤啓市一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, 情報管理部, 総括研究員 (00391110) 桐山悠祐一般財団法人日本環境衛生センターアジア大気汚染研究センター, 大気圏研究部, 研究員 (30758628)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	アンモニア / 排出インベントリ / 大気質モデル
Outline of Annual Research Achievements	研究2年目は、アジア域排出インベントリREAS及び大気質モデリングシステム改良の取り組みを進めた。REASについて、還元態窒素のシミュレーション精度向上のため、アンモニア（NH3）のみならず、NH3の濃度変動に関与する物質及びその前駆物質の排出量推計値を改定した。具体的には、活動量、排出係数、除去率などを精査し、異常値の修正及び最新の統計データ・文献情報などによる更新を行った。また、大気・土壌間のNH3交換プロセスを組み込んだ大気質モデリングシステム（bi-directionalモデル）を用い、化学肥料起源NH3排出プロセスに適用したシミュレーションを実施し、その結果を基にREASの評価を行った。 NH3カラム濃度のシミュレーション結果は、中国東部について、REASを用いた場合では衛星観測結果より過大であったが、bi-directionalモデルを用いると改善される傾向にあった。一方東南アジアでは、両結果とも観測値より過小となる傾向にあった。続いて、化学肥料起源NH3排出量分布について、bi-directionalモデルから得られた結果をREASと比較した。排出総量は、対象領域の大部分でREASの方がbi-directionalモデルによる推計値よりも過大となった。空間分布は、排出量の大きい地域では類似したパターンがみられたが、bi-directionalモデルによる推計値の方が地域毎の差が大きい傾向が見られた。季節変化は、日本、中国ではREAS、bi-directional モデルによる推計値は類似していたが、東南アジア陸域においては差異が見られた。今回得られた結果は、REASのNH3排出量推計手法の詳細化に活用される予定である。一方、現在のbi-directionalモデルでは植生や土壌パラメータに北米の値を用いており、アジアのパラメータを用いた検証が必要である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 研究計画に沿って、アジア域排出インベントリREAS及び大気質モデリングシステムの改良を進めた。REASについては、還元態窒素の動態に直接または間接的に関与するNH3以外の物質を含めて改定を行い、成果を査読付き国際誌で発表した。大気質モデリングシステムについては、大気・土壌間のNH3交換プロセス（NH3 bi-directional exchange）をシステムに導入し、化学肥料起源NH3の排出量、空間分布、季節変動に重点を置いて考察した。得られた成果を国内学会で発表した。 REASの全体的な改定は、研究３年目に予定されている経年シミュレーションに必須であるため、優先度を高めて実施した。しかしながら、改定に必要な作業量が想定以上であったため、農業起源NH3排出量推計手法の詳細化について、研究２年目中に着手することができなかった。やや遅れていると自己評価したのはこの理由による。農業起源NH3排出量推計に関する統計データ、文献資料などの調査・収集は進めており、研究３年目でリカバリーする予定である。
Strategy for Future Research Activity	当初の計画に従い、観測データ、排出インベントリ、シミュレーション結果を組み合わせ、東アジアにフォーカスしてNH3及び還元態窒素の動態解析を行う。解析期間は2000年代から最近までとし、具体的な期間は研究３年目に使用可能な観測データ及び排出インベントリを見て判断する。観測データについては、衛星及び地表観測データそれぞれ最近のデータに重点を置いて収集・整備する。アジア域排出インベントリREASについては、農業起源に重点を置いたNH3排出インベントリの改良を実施するとともに、研究３年目に対応可能な最新年（使用可能な統計データの最新年などに依存する）まで年次更新を行う。大気質モデリングシステムによるシミュレーションについては、５年程度の間隔で実施する。シミュレーションの対象年も観測データ及び排出インベントリを見て判断する。シミュレーションは、現在のREASを使用するケース、改良されたNH3排出インベントリを使用するケース、気象場を特定年で固定した上で排出量は対象年のデータを使用するケースについて実施する。シミュレーション結果をベースに、観測データ、排出インベントリを組み合わせ、NH3及び還元態窒素の空間分布、季節変動、経年変化、排出量・大気濃度・沈着量の関係及びその地域差に着目して解析を行う。なお、COVID-19の問題により、令和３年度においても海外の現地調査や国際学会に出席することは困難となることが予想されるが、インターネット会議システムの活用などにより対応する予定である。
Causes of Carryover	理由１：参加を想定していた国内学会・国際学会・国内研究打ち合わせ出張・海外現地調査出張が、COVID-19の影響により全てオンラインによる実施または中止となり、計画されていた国内旅費・外国旅費が使用されなかったため。これらについては、次年度における国内旅費・外国旅費及び論文投稿に必要な経費として使用する予定。理由２：排出インベントリ及び大気質モデリングシステムの改良を目的として購入を計画していたデータについては、本年度の進捗状況を鑑み、次年度に予定されているデータ改良及びシミュレーション計画に併せて再検討した方が良いと判断したため。