2014 Fiscal Year Research-status Report

複数の地球観測センサーを利用した北極の極成層圏雲と成層圏オゾン層の化学過程の解明

Research Project

Project/Area Number	24740318
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	齋藤尚子千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 助教 (50391107)
Project Period (FY)	2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords	成層圏オゾン / 塩素化合物 / 極成層圏雲（PSCs） / 国際宇宙ステーション / 人工衛星 / 国際情報交換
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、2009/2010年の北極の冬春季に着目して、国際宇宙ステーション搭載のSMILESやその他の衛星データを用いて、気温場とPSCsの出現およびその化学組成、オゾン破壊物質とリザボア物質の濃度やオゾン濃度などを時系列的に解析し、それぞれの関係性を定量的に明らかにすることで、将来のオゾン層回復の予測の高精度化に貢献するというものである。 H26年度は、情報通信研究機構で開発されたSMILESのL2研究プロダクト（L2r）のV2.1.5データおよびACE-FTSのL2プロダクトのV3.0データを用いて、2009/2010年の北極成層圏の塩素化合物の活性化とPSCの形成、およびその結果として起こるオゾン破壊について詳細に解析を行った。H25年度は、データを太陽天頂角によって昼間と夜間の観測に分類し、昼間で太陽光が十分に当たっていたと考えられる環境下でかつ低温でPSCが形成されていた可能性が高い場合は、ほとんどのデータについて塩素化合物の活性化が起こっていることを確認することができたが、H26年度はさらに、データの分類の精度を高め、空気塊の気温履歴についても再計算を実施し、解析結果の高精度化を図った。さらに、北極成層圏の塩素活性時とバックグラウンド時（塩素活性が起こっていない）の、ClO、HOCl、HCl、ClONO2の総和と一酸化二窒素から推量される「総塩素量」の差を比較し、塩素活性時には両者に有意な差が見られることから、北極成層圏の「総塩素量」にClO、HOCl、HCl、ClONO2以外の塩素化合物の存在が示唆されること、極渦内でClOが比較的高濃度であることからClOダイマーの可能性が高いことを明らかにすることができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason H26年度は、H25年度に行った解析を見直し、データの再分類を行って解析の高精度化を行う予定であった。 SMILESのL2r濃度データを担当している情報通信研究機構、L2rデータの解析を行っている国立環境研究所の研究者、カナダのACE-FTSプロジェクトのPI研究者と連携して研究を進めることができ、H26年度に実施予定であった研究内容を概ね遂行することができた。ファイル交換サーバーを利用して共同研究者間で解析結果（図およびデータ）を共有するようにしたことから、解析結果に関する議論をさらに深めることができたと考えている。さらに、H26年度に新たにファイルサーバーを購入したことで、蓄積したSMILESデータおよびACE-FTSデータと解析結果データ（気温履歴計算結果も含む）をまとめて管理できるようになり、研究上の利便性を高められたことで、より効率的に研究解析作業が進められるようになった。
Strategy for Future Research Activity	今後の研究の推進方策： H27年度は、これまでに得られたSMILESデータおよびACE-FTSデータを組み合わせた解析結果の定量的評価を実施する。数値モデルによる理論計算結果との比較を通して、SMILESデータとACE-FTSデータから得られた塩素活性量などの濃度の絶対値が冬季北極成層圏として妥当な濃度であるかどうかを議論する。可能であれば、国内外の大学・研究機関の研究者と連携して、数値モデル（一次元ボックスモデル）で2010年の冬季北極成層圏の再現計算を行い、さらに高精度な定量的評価を実施したいと考えている。特に、SMILESやACE-FTSでは直接的に観測していないPSC（エアロゾル）の発生について、他衛星データの活用もしくは数値モデルの援用によって、発生量（発生頻度）を評価することができないかどうかを検討する予定である。次年度の研究費の使用計画： H27年度は、これまでに得られた研究成果をまとめて誌上発表を行うことを目標とする。学会での研究成果の発表および共同研究者との研究打ち合わせのための旅費以外に、誌上発表に必要な諸費用、論文作成のためのデータ整理および解析結果の描画等の補助作業に伴う謝金、論文投稿料などに研究費を支出する予定である。