2021 Fiscal Year Research-status Report
Study on the long-term changes of aerosols in East Asia by the ground- and satellite-based remote sensing
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21K12227
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
工藤 玲 気象庁気象研究所, 気象観測研究部, 主任研究官 (00414508)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
西澤 智明 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 室長 (10462491)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エアロゾル / 気候変動 / コロナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
約半世紀に及ぶエアロゾルの長期変動を明らかにし、地球システムモデルの再現性の検証、そしてコロナ禍の影響を調べることを目的に、SKYNETとAD-Netの複合解析、気象庁の長期日射観測の解析、環境省の大気汚染物質広域監視システムの解析、衛星観測による長期・広域変動の解析を行った。SKYNETとAD-Netの複合解析については、新しくエアロゾル組成（水溶性、黒色炭素、ダスト、海塩粒子）の鉛直分布を推定する手法を開発し、2005～2015年までのデータ解析を実施した。気象庁の日射観測については、1976年から2020年までのエアロゾルの光学的厚さと一次散乱アルベドの時系列を導出した。環境省のデータ（PM2.5、SPM、ベンゾ(a)ピレン）については、1974～2020年までのデータを収集した。大気気柱量のエアロゾルの光学的厚さと地表のPM2.5、SPMの長期変動は、ともに減少する傾向を示していた。また、コロナ禍の月毎のデータを調べたところ、早いタイミングで活動自粛を開始した札幌で2020年3から4月にエアロゾル光学的厚さの顕著な低下がみられた。しかし、エアロゾル光学的厚さは、長期的には減少傾向にあるため、長期トレンドとコロナ禍の影響を分離して評価する必要性があることが分かった。衛星データの解析については、エアロゾル組成（水溶性、黒色炭素、ダスト、海塩粒子）の2007年から2017年までの全球三次元分布を導出した。そして2010年の結果について試験的に地球システムモデルの計算結果との比較を実施し、全球のエアロゾル組成の分布が概ね整合的であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
下記の通り、各種データの収集と解析を実施した。SKYNETとAD-Netの複合解析手法の開発は早く終えることができたため、予定を繰り上げてデータ解析を実施した。また、当初予定していなかった気象庁の大気透過率の1933～2020年の観測データを入手し、半世紀を超えるエアロゾルの変動の調査が可能となった。このため、当初の計画以上に進展している。
１．SKYNETとAD-Netの複合解析：スカイラジオメータとライダーのデータを複合解析し、エアロゾル組成（水溶性、黒色炭素、ダスト、海塩粒子）の鉛直分布を推定する手法を開発した。国内外の7地点（仙台、千葉、福岡、福江、辺戸、ソウル、ピマイ）の2005～2015年のデータを解析した。
２．気象庁日射観測：５地点（札幌、つくば、福岡、石垣、南鳥島）について、2010～2020年のエアロゾルの光学的厚さ、一次散乱アルベドの解析を行った。解析済みの1976～2008年のデータと合わせた2020年までの光学的厚さの変動は、減少傾向にあった。コロナ禍の影響を調べるため、2020年の月毎のデータを調べた。早期に緊急事態宣言を出した札幌で3～4月に光学的厚さの顕著な減少が見られた。当初の予定にはなかったが、気象庁の1933～2020年の大気透過率の半世紀を超える観測データを入手した。
３．環境省大気汚染物質広域監視：1974～2020年のPM2.5、SPM、ベンゾ（a）ピレンのデータを収集した。2020年までPM2.5、SPM、ベンゾ（a）ピレンは減少傾向にあった。これらは日射観測の結果と整合的であった。
４．衛星観測：A-TrainのCALIOPとMODISのデータを複合解析し、2007～2017年のエアロゾル組成の全球三次元分布を解析した。2010年の各組成の質量の結果を地球システムモデルと比較したところ、全球分布は概ね整合的であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き各種データの収集と解析を行う。コロナ禍の影響があり得る2021年までの解析結果がそろったところで、時系列のトレンド解析、コロナ禍の影響解析を詳細に実施、結果を定量化する。データの収集と解析は研究期間が終わる2023年度まで実施し、可能な限りの解析期間について長期変動を導出する。また、地球システムモデルの計算結果を整理し、各種観測データとの比較を行っていく。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため、国内を移動する出張を見合わせたことにより、次年度使用額が生じた。令和4年度は、コロナの感染状況を見ながら、国内出張と成果発表に使用することを計画している。
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[Presentation] Development of Skyrad pack MRI version 22021
Author(s)
Rei Kudo, H. Diemoz, V. Estelles, M. Campanelli, Masahiro Momoi, F. Marenco, C. L. Ryder, Osamu Ijima, Akihiro Uchiyama, Kouichi Nakashima, Akihiro Yamazaki, Ryoji Nagasawa, Nozomu Ohkawara, Haruma Ishida, Yasutaka Jin, and Tomoaki Nishizawa
Organizer
6th International SKYNET Workshop 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] スカイラジオメータによるエアロゾル・水蒸気・オゾンのリモートセンシング2021
Author(s)
工藤玲, H. Diemoz, V. Estelles, M. Campanelli, 桃井裕広, F. Marenco, C. L. Ryder, 居島修, 内山明博, 中島孝一, 山崎明宏, 長澤亮二, 大河原望, 石田春磨
Organizer
日本気象学会2021年度春季大会
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[Presentation] Harmonised Satellite Glyoxal Data Records from TROPOMI, OMI and GOME-22021
Author(s)
Lerot, C., F. Hendrick, M. Van Roozendael, I. De Smedt, N. Theys, J. Vlietinck, H. Yu, J. Van Gent, H. Lee, L. M.A. Alvarado, A. Richter, T. Stavrakou, J.-F. Muller, P. Valks, D. Loyola, H. Irie, V. Kumar, T. Wagner, S. F. Schreier, V. Sinha, T. Wang, P. Wang, and C. Retscher
Organizer
ATMOS 2021
Int'l Joint Research
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[Presentation] 南極昭和基地においてスカイラジオメータで観測された大気エアロゾルの光学的厚さおよび光学特性の長期変動2021
Author(s)
小林拓, 田中典章, 塩原匡, 平沢尚彦, 山内恭, 入江仁士, 日暮明子, 原圭一郎, 矢吹正教, 長田和雄, 林政彦
Organizer
第38回エアロゾル科学・技術研究討論会
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[Presentation] Approaches to intercalibration/QA/QC and other network aspects of AD-Net and SKYNET systems2021
Author(s)
Nishizawa T., Jin Y., Higurashi A., Kudo R., Irie H., Yasunaga K., Katsumata M., Yumimoto K., Ishii S., Okamoto H., Sato K., Nakajima T. Y.
Organizer
2nd EarthCARE Validation workshop
Int'l Joint Research
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[Presentation] 衛星搭載ドップラー風ライダーによる全球風観測の検討2021
Author(s)
石井昌憲, 山中沙羅, 岡本幸三, 岡部いずみ, 関山剛, 久保田拓志, 藤平耕一, 今井正, 今村俊介, 沖理子, 宮本佳明, 松本紋子, 佐藤篤, 西澤智明, 竹見哲也, 岡本創, 佐藤正樹, 岩崎俊樹
Organizer
第39回レーザセンシングシンポジウム
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