2019 Fiscal Year Research-status Report
Construction of next-generation carbon cycle analysis system using satellite observation data
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19K12312
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
眞木 貴史 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 室長 (50514973)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
出牛 真 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (00354499)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 炭素循環 / 逆解析 / 衛星観測 / バイアス補正 / 化学過程 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在、最も長期間の観測データが得られる温室効果ガス観測技術衛星（GOSAT）に関して、衛星観測を含まない独立した解析値を用いた逆解析により作成した解析値との差を評価した。その結果、毎年ほぼ同様の時間空間的に変動する差が見られたため、この差を8年間平均してGOSATのバイアスと見なすこととした。衛星観測の導入により、これまでの地上、船舶、航空機観測より観測データ数が大幅に増加し、これまでのコンパイルオプションでは計算が実行できなくなったため、最適化レベルを調整するなど逆解析システムの改修を行った。衛星観測データのバイアス補正が地域的な二酸化炭素収支に与える影響を評価するため、いくつかのバイアス補正手法を考案して実験を行った。GOSATは気柱平均濃度で概ね1ppm程度の負バイアスが報告されているが、GOSATのデータをそのまま補正せずに逆解析に導入した場合、GOSATが観測を開始した2009年以降の全球における陸域の平均二酸化炭素吸収量について、衛星観測を利用しなかった結果の2.9PgC/yrから3.5PgC/yrと大きく増加した。一方、独立解析値との8年分の月平均差を補正して導入した場合は3.2PgC/yrと衛星観測導入による差が小さくなる傾向が見られた。地域的には既存の観測と比較して衛星観測の比重が比較的大きな領域（温帯から熱帯の陸域）でGOSATの有無による違いが大きくなった。
メタン輸送モデルの構築に必要不可欠であるOHラジカルの分布に関して、気象研究所で開発を行った化学気候モデル（MRI-CCM2）が生成したOHラジカル分布に関して他のモデルとの国際相互比較に参加して評価を行った。その結果、MRI-CCM2はOHラジカルの量が他のモデルと比較してやや少なく、その結果OHラジカルによって破壊されるメタンの寿命がやや長くなることがわかった。
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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
本研究課題の大きなテーマは二酸化炭素逆解析への衛星観測の導入とメタン輸送モデルの開発である。
前者に関しては、衛星観測データを導入する上で最大の問題であった衛星観測データのバイアス補正法に関して独立解析を用いて評価することで目処を立てることができた。
後者に関しても、独自に開発した化学気候モデルのOHラジカル分布の精度が確認でき、今後のメタン輸送モデル開発に進むことができるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
二酸化炭素逆解析に関しては、衛星観測データのバイアスを補正しつつ逆解析を行う解析システムのベースは構築できたので、今後は独立観測等を用いた検証・評価を行いつつ逆解析システムの改良を行う予定である。
メタン輸送モデルに関しては、化学気候モデルで採用されているメタンに関する化学過程を二酸化炭素で用いられている輸送モデルに組み込む作業を実施する予定である。
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| Causes of Carryover |
令和元年度気象研究所スーパーコンピュータシステムの更新により、一時的にではあるが従来より大規模な記憶容量を利用することができた。このため、令和元年度に購入予定であった大容量記憶装置は令和二年度に購入する予定である。
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[Journal Article] A machine learning examination of hydroxyl radical differences among model simulations for CCMI-12020
Author(s)
Nicely, J. M., Duncan, B. N., Hanisco, T. F., Wolfe, G. M., Salawitch, R. J., Deushi, et. al.
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Journal Title
Atmospheric Chemistry and Physics
Volume: 20
Pages: 1341-1361
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] State of the science in reconciling top‐down and bottom‐up approaches for terrestrial CO2 budget2020
Author(s)
Kondo, M. P. K. Patra, S. Sitch, P. Friedlingstein, B. Poulter, F. Chevallier, P. Ciais, J. G. Canadell, A. Bastos, R. Lauerwald, L. Calle, K. Ichii, P. Anthoni, A. Arneth, V. Haverd, A. K. Jain, E. Kato, M. Kautz, R. M. Law, S. Lienert, D. Lombardozzi, T. Maki, et. al.
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Journal Title
Global Change Biology
Volume: 26-3
Pages: 1068-1084
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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