アジア・オセアニア域のモンスーンに伴う温室効果ガス濃度分布の変動

2011 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23710022
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 井上 誠 独立行政法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 特別研究員 (00599095)
• Project Period (FY): 2011-04-28 – 2014-03-31
• Keywords: 温室効果ガス / モンスーン / 気象力学 / 物質循環 / 衛星観測 / データ解析

Research Abstract

主要な温室効果ガスである二酸化炭素やメタンの濃度を観測するために、温室効果ガス観測技術衛星GOSATが2009年1月に種子島から打ち上げられた。本研究の目的は、GOSATデータを用いてアジア・オセアニア域における温室効果ガス濃度分布の詳細な水平・鉛直構造を把握し、モンスーン活動との関連性を調べることである。　まず、航空機観測によって得られた二酸化炭素とメタンのカラム平均濃度データとGOSATプロダクトとの比較を行った。その結果、インドやマニラ、グアムなどの地点における航空機データと地点付近で取得されたGOSATデータに有意な正の相関が認められた。　次に、GOSATデータや地上設置高分解能フーリエ変換分光計(地上FTS)及び航空機観測によるデータを用いて、二酸化炭素およびメタンのカラム平均濃度の季節変動特性を調べた。広域の場で定期的にデータを取得できるGOSATの特性から、物質の濃度を数日程度の時間スケールで表現できるため、モンスーンの始まりやブレイク、終息などの小刻みなイベントとの対応関係がみられるかどうかを確認した。その結果、アジア域の一部で顕著な時間変動が認められた。季節変動の振幅は、これまでの研究結果とおおむね一致していた。インドやマニラ、グアムなどの地点における航空機データとその再解析データによる風や降水量などの物理量は、北半球夏季から秋季にかけてのモンスーンの季節進行に伴いアジア域で顕著な変動をしていることが確かめられた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究において、航空機データや地上FTSデータ(以下、合わせて検証データ)を用いたGOSATデータの検証を行い、GOSATデータと検証データが正の相関を持っていることを確認した。これは、GOSATデータが科学的な研究に用いることができることを意味する。また、GOSATデータと航空機データとの時間変動特性も示し、季節振幅がおおむね対応していることも明らかになった。このように、アジアモンスーンの季節発展に伴う温室効果ガス濃度の分布の解析を詳細に行う準備が整った。

Strategy for Future Research Activity

GOSATデータや航空機データ、地上FTSデータを用いて、アジア・オセアニア域のモンスーンに伴う温室効果ガス濃度分布の変動特性を明らかにする。具体的には、風や降水量のデータを用いて数日程度のスケールでの時間変動図を作成し、二酸化炭素及びメタン濃度との相関を調べる。国内外における航空機データや地上FTSデータの提供者とも密に連絡を取る必要があるため、国際学会などに積極的に参加し、情報交換を行うことを予定している。また、物質の濃度だけではなく子午面循環や波活動などの気象力学の面からのアプローチも必要となるため、新たにプログラムの作成を行い、力学に関わる書籍の購入も予定している。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

衛星データや大気場の客観解析データなどの大容量のデータが必要であるため、ハードディスクの購入を予定している。また、次年度からは気象力学に関するアプローチが中心になるため、プログラミングや力学に関する国内外の書籍の購入も考えている。さらに、投稿論文が増えると想定されるため、論文の投稿料や英文校閲代としても使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Preliminary validation of column-averaged volume mixing ratios of carbon dioxide and methane retrieved from GOSAT short-wavelength infrared spectra (2011)
  • Author(s): Isamu Morino, Osamu Uchino, Makoto Inoue, Yukio Yoshida, Tatsuya Yokota, Paul O. Wennberg, Geoffrey C. Toon, Debra Wunch, Coleen Marie Roehl, Justus Notholt, Thorsten Warneke, Janina Messerschmidt, David W. T. Griffith, Nicholas M. Deutscher, Vanessa Sherlock, Brian Connor, John Robinson, Ralf Sussmann, and Markus Rettinger
  • Journal Title: Atmospheric Measurement Techniques Volume: 4 Pages: 1061-1076
  • DOI: 10.5194/amt-4-1061-2011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Airborne flight campaign for GOSAT validation (2011)
  • Author(s): Tanaka T., Sakaizawa D., Morino I., Miyamoto Y., Inoue M., Machida T., Sawa Y., Matsueda H., Kawakami S., Nakajima M., Uchino O.
  • Journal Title: Sensors, Systems, and Next-Generation Satellites XV (SPIE Conference Proceedings) Volume: 8176 Pages: -
  • DOI: doi:10.1117/12.898549
• [Journal Article] Relationship between the stratospheric quasi-biennial oscillation (QBO) and tropospheric circulation in northern autumn (2011)
  • Author(s): Inoue M., Takahashi M., and Naoe H.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Atmosphere Volume: 116 Pages: -
  • DOI: doi:10.1029/2011JD016040
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 火力発電所上空におけるCO2測定用レーザセンサを用いた航空機観測 (2011)
  • Author(s): 境澤大亮, 川上修司, 中島正勝, 田中智章, 井上誠, 森野勇, 内野修
  • Organizer: 第29回レーザセンシングシンポジウム
  • Place of Presentation: ホテル海望（石川県）
  • Year and Date: 2011年9月9日
• [Presentation] Observations of Greenhouse Gases with a Fourier Transform spectrometer onboard GOSAT and Progress on Validation of GOSAT Data (2011)
  • Author(s): Morino I., Inoue M., Miyamoto Y., Yoshida Y., Yokota T., Uchino O.
  • Organizer: Symposium on 'A Revolution in Spectroscopy by the Optical Frequency Comb'
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所（茨城県）
  • Year and Date: 2011年9月26日
• [Presentation] OBSERVATIONS OF GREENHOUSE GASES WITH A FOURIER TRANSFORM SPECTROMETER ONBOARD GOSAT AND PROGRESS ON VALIDATION OF GOSAT DATA (2011)
  • Author(s): Morino I., Inoue M., Miyamoto Y., Yoshida Y., Yokota T., Uchino O.
  • Organizer: 22nd Colloquium on High Resolution Molecular Spectroscopy
  • Place of Presentation: University of Burgundy (Dijon)
  • Year and Date: 2011年8月29日
• [Presentation] SEASONAL VARIATIONS OF GREENHOUSE GAS COLUMN-AVERAGED DRY AIR MOLE FRACTIONS RETRIEVED FROM SWIR SPECTRA OF GOSAT TANSO-FTS (2011)
  • Author(s): Eguchi N., Yoshida Y., Morino I., Kikuchi N., Saeki T., Inoue M., Uchino O., Maksyutov S., Watanabe H., Yokota T.
  • Organizer: 2011 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium(IGARSS)
  • Place of Presentation: Vancouver Convention Center (Vancouver)
  • Year and Date: 2011年7月28日
• [Presentation] Progress on validation of GOSAT TANSO FTS SWIR Level 2 Products (2011)
  • Author(s): Morino I., Miyamoto Y., Tanaka T., Inoue M., Yoshida Y., Yokota T., Uchino O., Wunch D., Roehl C.M., Wennberg P.O. et al.
  • Organizer: IRWG/TCCON Meeting
  • Place of Presentation: National Center for Atmospheric Research (Boulder)
  • Year and Date: 2011年5月25日
• [Presentation] GOSAT TANSO-FTS SWIRから導出されたXCO2とXCH4の検証ー地上高分解能FTSと航空機観測データを用いてー (2011)
  • Author(s): 井上誠, 森野勇, 内野修, 宮本祐樹, 江口菜穂, 吉田幸生, 横田達也, 町田敏暢, 澤庸介, 松枝秀和, Patra P K.
  • Organizer: 日本気象学会2011年度春季大会
  • Place of Presentation: 国立オリンピック記念青少年総合センター（東京都）
  • Year and Date: 2011年5月19日
• [Presentation] Estimating CO2 sources and sinks from GOSAT Level 2 XCO2 data and ground-based flask measurements (2011)
  • Author(s): Takagi H., Koyama Y., Saito M., Oda T., Saeki T., Saito R., Valsala V., Belikov D., Ito A., Inoue M., Morino I., Uchino O., Yoshida Y., Yokota T., Watanabe H., Conway T., Maksyutov S.
  • Organizer: The 7th International Workshop on Greenhouse Gas Measurements from Space
  • Place of Presentation: University of Edinburgh (Edinburgh)
  • Year and Date: 2011年5月17日
• [Presentation] Status of Validation of GOSAT TANSO FTS SWIR Level 2 Standard Products (2011)
  • Author(s): Morino I., Miyamoto Y., Tanaka T., Inoue M., Yoshida Y., Yokota T., Uchino O., Wunch D., Roehl C.M., Wennberg P.O. et al.
  • Organizer: The 7th International Workshop on Greenhouse Gas Measurements from Space
  • Place of Presentation: University of Edinburgh (Edinburgh)
  • Year and Date: 2011年5月16日
• [Presentation] On the progress of NIES GOSAT project and data product distribution (2011)
  • Author(s): Yokota T., Kikuchi N., Yoshida Y., Bril A., Oshchepkov S., Inoue M., Morino I., Uchino O., Kikuchi N., Saeki T., Takagi H., Maksyutov S., Hiraki K., Yokota Y., Matsunaga T., et al.
  • Organizer: AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (San Francisco)
  • Year and Date: 2011年12月8日
• [Presentation] Validation of XCO2 derived from SWIR of GOSAT TANSO-FTS with aircraft measurement data (2011)
  • Author(s): Inoue M., Morino I., Uchino O., Miyamoto Y., Yoshida Y., Yokota T., Machida T., Sawa Y., Matsueda H., Sweeney C., Tans P.P., Andrews A.E., Patra P.K.
  • Organizer: AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (San Francisco)
  • Year and Date: 2011年12月7日
• [Presentation] Study on the retrieval biases appeared in the GOSAT TANSO-FTS SWIR L2 V01.xx Product (2011)
  • Author(s): Yoshida Y., Kikuchi N., Inoue M., Kikuchi N., Morino I., Uchino O., Oshchepkov S., Bril A., Yokota T.
  • Organizer: AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (San Francisco)
  • Year and Date: 2011年12月7日
• [Presentation] Active optical CO2 sensing for Ground-based, Airborne, and from Space platform (2011)
  • Author(s): Sakaizawa D., Kawakami S., Nakajima M., Tanaka T., Miyamoto Y., Inoue M., Morino I., Uchino O., Sawa Y., Matsueda H.
  • Organizer: AGU Fall Meeting(招待講演)
  • Place of Presentation: Moscone Convention Center (San Francisco)
  • Year and Date: 2011年12月7日
• [Presentation] つくばにおける地上設置高分解能フーリエ分光計の検定とGOSATデータプロダクトの検証を目的としたCO2とCH4の航空機観測 (2011)
  • Author(s): 田中智章, 宮本祐樹, 井上誠, 森野勇, 町田敏暢, 川上修司, 境澤大亮, 大山博史, 澤庸介, 松枝秀和, 内野修
  • Organizer: 日本気象学会2011年度秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県）
  • Year and Date: 2011年11月18日
• [Presentation] 1.57-μmCO2帯測定用LASの航空機搭載試験の観測精度について (2011)
  • Author(s): 境澤大亮, 川上修司, 中島正勝, 田中智章, 宮本祐樹, 井上誠, 森野勇, 内野修
  • Organizer: 日本気象学会2011年度秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県）
  • Year and Date: 2011年11月18日
• [Presentation] 航空機観測データを用いたGOSAT TANSO-FTS SWIR XCO2プロダクトの検証 (2011)
  • Author(s): 井上誠, 森野勇, 内野修, 宮本祐樹, 吉田幸生, 横田達也, 町田敏暢, 澤庸介, 松枝秀和, Sweeney C., Tans P.P., Andrews A.E., Patra P.K.
  • Organizer: 日本気象学会2011年度秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県）
  • Year and Date: 2011年11月18日
• [Presentation] GOSAT TANSO-FTS SWIRによる二酸化炭素カラム平均濃度の観測 (2011)
  • Author(s): 吉田幸生, 菊地信弘, 井上誠, 菊地信行, 森野勇, 内野修, 横田達也
  • Organizer: 日本気象学会2011年度秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県）
  • Year and Date: 2011年11月18日
• [Presentation] GOSAT TANSO-FTS SWIRによる温室効果ガスの観測と検証の進捗状況 (2011)
  • Author(s): 森野勇, 井上誠, 宮本祐樹, 菊地信弘, 吉田幸生, 内野修, 町田敏暢, 横田達也, 澤庸介, 松枝秀和, Sweeney C., Tans P.P., Andrews A.E., Patra.P.K.
  • Organizer: 第17回大気化学討論会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府）
  • Year and Date: 2011年10月20日
• [Presentation] 航空機観測データを用いたGOSAT TANSO-FTS SWIR XCO2プロダクトの検証 (2011)
  • Author(s): 井上誠, 森野勇, 内野修, 宮本祐樹, 吉田幸生, 横田達也, 町田敏暢, 澤庸介, 松枝秀和, Sweeny C., Tans P.P., Andrews A.E., Patra P.K.
  • Organizer: 第17回大気化学討論会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府）
  • Year and Date: 2011年10月20日
• [Presentation] GOSATデータプロダクトの利用研究の状況と今後の展望 (2011)
  • Author(s): 横田達也, 吉田幸生, 菊地信弘, 村上忠義, 森野勇, 内野修, 井上誠, Maksyutov S., 佐伯田鶴, 高木宏志, Belikov D., Oshchepkov S., Bril A., 河添史絵, 菊地信行, 幸昭, 林謙二, 松永恒雄, 開和生, 他
  • Organizer: 第17回大気化学討論会
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府）
  • Year and Date: 2011年10月20日