Construction of next-generation carbon cycle analysis system using satellite observation data

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12312
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: Japan, Meteorological Research Institute
• Principal Investigator: Maki Takashi 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 室長 (50514973)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 炭素循環 / 衛星観測 / 逆解析 / 大気輸送モデル / 炭素収支

Outline of Final Research Achievements

In this study, a method was successfully developed to introduce satellite-based carbon dioxide observation data, which have been difficult to use mainly due to spatiotemporal biases, into the inverse analysis after evaluating and correcting the spatiotemporal variations of the biases based on an independent inverse analysis. This has greatly improved the problem of carbon dioxide flux analysis research to date, which is that the number of observation sites is small. Further improvement in the accuracy of carbon flux analysis can be expected by utilizing this method for multiple satellites in the future. A prototype methane transport model was also developed by introducing the advection and vertical mixing processes of passive tracers into the Meteorological Research Institute Earth System Model (MRI-ESM3), which is currently under development.

Free Research Field

大気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

衛星による二酸化炭素観測は2009年に日本で打ち上げられた温室効果ガス技術衛星（GOSAT）から10年以上経過するが、バイアス等の問題がありまだ本格的に二酸化炭素収支解析に利用されてこなかった。今回開発した手法により衛星観測データの時空間的に変化するバイアスを適切に補正し、独立観測に対する精度を向上させつつ逆解析に導入できるようになった。これにより利用観測値地点数の大幅な増加が見込まれ、二酸化炭素収支解析の解像度を向上できる目処が立った。新たに開発した地球システムモデルにトレーサーの移流過程や鉛直輸送過程を組み込み、メタンフラックスやOHラジカルデータの整備によりメタン輸送モデルを構築できた。