2012 Fiscal Year Research-status Report
衛星観測データを統合した大気汚染物質の濃度・排出量分布の長期再解析
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24740327
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
宮崎 和幸 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 主任研究員 (30435838)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | データ同化 / 大気汚染 / オゾン / 窒素酸化物 |
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| Research Abstract |
最新のEnKFスキームの一つであるLETKFを用いてこれまでに構築した大気微量成分のデータ同化システムを利用して、大気汚染を引き起こす化学種の大気中濃度と排出量を同時に推定する再解析システムを構築した。予報モデルには全球化学輸送モデルCHASERを利用し、データ同化の状態変数には予報化学種の大気中濃度に加えてNOxおよびCOの地表排出量と雷によるNOx生成量を含んだ。いくつかの感度実験を実施し、システムの最適化を図った。まず、背景誤差共分散での変数間の局所性を考慮し、化学的な結びつきが弱い化学種間では相関をゼロとしサンプリングエラーの影響を回避すること可能とした。また、各種同化パラメータに対する応答を調査し、対流圏化学システムに特化した最適化を施した。次に、衛星観測データを適切に同化するために、リトリーバル原理に基づく観測演算子を作成した。データ同化には、OMI, TES, MLS, MOPITTによるNO2, O3, HNO3, COの観測データを利用した。また、データ同化結果の検証の為には、SCIAMACHY, GOMES-2, オゾンゾンデ、航空機観測データを整備し、観測特性と時空間代表性を考慮した比較検討を可能とした。作成したデータ同化システムを用いて、１年間程度の長期再解析の実施に着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、全球化学輸送モデルを用いた大気組成に関する先駆的なデータ同化システムを構築するに至った。また、その性能および計算効率についても最適化を図り、長期間の再解析計算を実行可能とした。衛星観測データの観測演算子の開発に際しては、衛星リトリーバルの専門家であるオランダ王立気象研究所の研究者と共同で取り組み、リトリーバル原理に基づく高度な枠組みを作成した。長期再解析の実施に向けて既に着手しており、当初の計画通り順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに作成したデータ同化システムを利用して、大気組成に関する実験的再解析に取り組み、数年程度の最解析データセットを独自に作成する。作成した最解析データを利用して、大気汚染物質の排出量と大気中濃度の季節・経年変動を調査する研究に取り組む。特に、アフリカや東南アジアに着目した解析を行い、人為起源や生物燃焼起源の化学物質の排出が領域スケールの大気環境に及ぼす影響を調査する。また、大気環境の実況監視と化学天気予報システムへの適用も視野に入れ、特に東アジア域に着目した研究を広く推進する予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
衛星観測データの観測演算子を更に高度化する目的で、衛星リトリーバルの専門家であるKNMIのHenk Eskes氏を招聘する。作成したデータ同化システムを用いた実験成果を発表する論文出版代金を計上するとともに、データ同化結果の保存と解析のために計算機周辺機器を購入する。
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[Journal Article] Simultaneous assimilation of satellite NO2, O3, CO, and HNO3 data for the analysis of tropospheric chemical composition and emissions2012
Author(s)
Miyazaki, K., Eskes, H. J., Sudo, K., Takigawa, M., van Weele, M., and Boersma, K. F.
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Journal Title
Atmos. Chem. Phys.
Volume: 12
Pages: 9545-9579
DOI
Peer Reviewed
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