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2021 Fiscal Year Research-status Report

大気鉛直観測を輸送モデルに同化した東アジアのエアロゾル排出量の改善

Research Project

Project/Area Number 20K12155
Research InstitutionNational Institute for Environmental Studies

Principal Investigator

山下 陽介  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (40637766)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 誠  秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (00599095)
宮川 拓真  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 副主任研究員 (30707568)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsエアロゾル輸送モデル / 大気鉛直観測 / データ同化
Outline of Annual Research Achievements

冬季から春季の日本周辺では、しばしばエアロゾル等の大気汚染物質が増加し、越境汚染の問題など社会的影響も大きい。本研究では、放出量の推定精度の低い場所の汚染物質を検出しやすい秋田県で地上観測とドローンによる大気鉛直観測を行い、観測情報を化学輸送モデルに同化することで、これまで推定精度の低かった東アジアのエアロゾル放出量を改善したモデルを開発することを目的としている。
データ同化システムでは、観測されたエアロゾル濃度をもっともよく再現するように放出量を最適化し、その際の汚染源付近の放出量を「真の値」として逆推定する。近年公開されるようになったヨーロッパのCAMSエアロゾルデータは、このようなデータ同化を利用した大気微量成分の客観解析であるが、こうした全球的なデータを取得して化学輸送モデルの初期値とし、さらに日本付近のエアロゾル観測情報を加えることにした。
まずは、季節的な変化を捉えバックグラウンド濃度を知るため、秋田県立大学における定期的な地上観測やドローンによる大気鉛直観測を行った。また高濃度イベントを捉えるための集中観測に向け、観測に用いているハンディカーボンモニターのエアロゾル濃度の精度を評価するためのエアサンプラーの設置を進めている。代表者は秋田まで出張し設置場所の下見を行い、また分担者と協力して設置準備を整えた。
昨年度までに開発を進めた化学輸送モデルを用いて、本年度は「富岳」によるシミュレーションを行い、結果の妥当性を評価した。また、観測結果が得られてから迅速にシミュレーションや解析を行うために、代表者が所属する国立環境研究所のベクトル機でシミュレーションを行い、スカラー機を用いてデータ変換・作図を行う一連のシステムの構築を行なった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度までに開発を進めた化学輸送モデルによるシミュレーションを行って結果の妥当性を評価し、また観測結果が得られてから迅速にシミュレーションや解析を行うためのシステム構築を行うなど、観測と連携するためのモデリングシステムの準備が進んだ。また、化学輸送モデルの初期値として用いるためのCAMSデータの収集も進めた。
季節的な変化を捉えバックグラウンド濃度を知るため、秋田県立大学において定期的な大気観測を行い、ドローンによる大気鉛直観測にも取り組んだ。また来年度の集中観測に向けて地上観測を検証するためのエアサンプラー設置の準備も進めた。当初の計画では本年度に集中観測を行う予定であったが、コロナ禍での出張制限などにより観測計画に遅れが生じている。

Strategy for Future Research Activity

秋田県立大学における定期的な地上連続観測やドローンによる大気鉛直観測を継続する。また、冬季の高濃度イベントを捉えるための集中観測の実施を計画しており、その際には地上観測とドローン観測の他に、エアサンプラーによるエアロゾル捕集を予定している。
さらに、国立環境研究所で構築した観測と連携するためのモデリングシステムを自動化し、CAMS等のデータ取得・変換、シミュレーション、排出量推定を迅速に行えるようにする。これにより、日本付近のエアロゾル観測情報を迅速に同化し、排出量データの改善につなげることを目指す。

Causes of Carryover

当初の計画では今年度に実施する予定の集中観測が次年度に延期されたため、そのための旅費や観測のための物品費を次年度に使用する必要が生じた。

  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] 将来の地球観測への期待2022

    • Author(s)
      佐藤啓市、池田恒平、寺尾有希夫、山下陽介、町田敏暢、谷本浩志
    • Journal Title

      地球環境

      Volume: 26 Pages: 89,100

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] グローバル・ストックテイクに向けた人為起源CO2排出量推定に貢献する衛星観測計画と大気輸送モデル開発の展望2022

    • Author(s)
      山下陽介、谷本浩志、小田知宏
    • Journal Title

      天気

      Volume: 69 Pages: 61~74

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of Model Resolution on Black Carbon Transport from Siberia to the Arctic Associated with the Well-Developed Low-Pressure Systems in September2021

    • Author(s)
      YAMASHITA Yousuke、TAKIGAWA Masayuki、GOTO Daisuke、YASHIRO Hisashi、SATOH Masaki、KANAYA Yugo、TAKETANI Fumikazu、MIYAKAWA Takuma
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 99 Pages: 287~308

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-014

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Analysis of Arctic Spring Ozone Anomaly in the Phases of QBO and 11-Year Solar Cycle for 1979?20172021

    • Author(s)
      Yamashita Yousuke、Akiyoshi Hideharu、Takahashi Masaaki
    • Journal Title

      Atmosphere

      Volume: 12 Pages: 582~582

    • DOI

      10.3390/atmos12050582

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of Unmitigated HFC Emissions on Stratospheric Ozone at the End of the 21st Century as Simulated by Chemistry‐Climate Models2021

    • Author(s)
      Dupuy Eric、Akiyoshi Hideharu、Yamashita Yousuke
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 126

    • DOI

      10.1029/2021JD035307

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 極渦の変動とその気候への影響2022

    • Author(s)
      山下陽介
    • Organizer
      第75回 気候影響・利用研究会
  • [Presentation] 2020/2021年冬季の成層圏突然昇温とその気候影響2021

    • Author(s)
      山下陽介
    • Organizer
      第73回 気候影響・利用研究会
  • [Presentation] A chemistry-transport modeling to support satellite observations of NO2 and CO2 emitted from megacities2021

    • Author(s)
      Yamashita Yousuke, Hiroshi Tanimoto
    • Organizer
      2021 16th IGAC Science Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GOSAT-GW衛星観測をサポートするための輸送モデル開発状況2021

    • Author(s)
      山下陽介、谷本浩志
    • Organizer
      第26回大気化学討論会
  • [Presentation] Observing anthropogenic emissions of greenhouse gases and air pollutants with the GOSAT-GW satellite: Scientific targets and policy contributions2021

    • Author(s)
      Tanimoto H.,Matsunaga T.,Saigusa N.,Sugita T.,Yashiro H.,Morino I.,Saito M.,Ohyama H.,Ikeda K.,Someya Y.,Fujinawa T.,Yamashita Y.,Saeki T.,Kanaya Y.,Sekiya T,Kasai Y.,Sato T.
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • [Presentation] Impact of unmitigated HFC emissions on stratospheric ozone at the end of the 21st century as simulated by chemistry-climate models2021

    • Author(s)
      Dupuy Eric、Akiyoshi Hideharu、Yamashita Yousuke
    • Organizer
      Quadrennial Ozone Symposium 2021
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-12-28  

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