2014 Fiscal Year Annual Research Report
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26241003
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小池 真 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00225343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷本 陽一 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 教授 (00291568)
中村 尚 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (10251406)
松井 仁志 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球表層物質循環研究分野, 研究員 (50549508)
大島 長 気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 研究官 (50590064)
中島 孝 東海大学, 情報理工学部, 教授 (70408029)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | エアロゾル / 雲物理 / 数値モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エアロゾルの雲への影響（エアロゾルの間接効果）は、気候変動を引き起こす有効放射強制力の最大不確定要因である。この不確定性を克服するためには、エアロゾルという物質科学と、気象学を融合させた新しい統合的研究が必要である。本研究の目的はこのような統合的研究アプローチにより、西太平洋の下層雲を研究対象として、SST・境界層の構造に着目することによりエアロゾルが直接引き起こす雲微物理量の変化（雲のミクロな変化）と、その結果として生じる雲厚や雲量などの雲のマクロな変化を素過程に基づいて理解し、間接効果を詳細な領域モデルにより評価することである。
H26年度は2009年の春季東シナ海・黄海で実施されたエアロゾルと下層雲の航空機観測を対象とした数値モデル計算と解析を実施した。この結果、数値モデルの空間解像度以下のスケール（サブグリッドスケール）での乱流による上昇流の効果を、エアロゾルから雲粒活性化において正しく評価することが重要であることがわかった。本研究では力学計算と整合的な表現を導入することにより、航空機観測で得られた上昇流速度と絶対値が近い値を得ることができた。さらにこの上昇流速度の指標として雲粒数濃度とエアロゾル数濃度の比率を、航空機観測と数値モデル計算と比較したところ正の相関が見られた。これは高い海面水温（黒潮）上への寒気移流などによる大気境界層内での上昇流強化を、数値モデル計算がある程度正しく再現できていることを示唆する結果である。一方においてエントレインメント過程の表現などには、まだ多くの問題点があることがわかった。
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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
H26年度は当初計画どおりに、2009年の航空機観測を対象とした数値計算を実施した。アジアの広域的なエアロゾルの輸送の影響を反映させるために、インドから東のアジア全域をカバーするドメインを設定し、その中に、空間解像度を高くした２段のドメインをネスティングさせた計算を実施した。また初期値・境界値には気象庁のGSM解析値を使用し、外側の2つのドメインの自由対流圏の気象場にはナッジングをかけた計算を実施した。これらの設定により現実的な気象場が再現され、航空機観測と比較可能なエアロゾルや雲の計算をすることができた。エアロゾルモデルはこれまでの長年の経験により各種の設定を最適化し、現実的なエアロゾルの場を計算することができた。このようにH26年度は当初予定どおりに研究が進行していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度（H27年度）は、昨年度の2009年春季の航空機観測と対象とした数値モデル計算研究を論文として取りまとめる。２つの論文としてまとめる予定で、１本目の論文では、数値モデルの空間解像度以下のスケール（サブグリッドスケール）での乱流による上昇流のエアロゾルから雲粒への活性化影響を中心に、数値モデル計算の検証と問題点を示す予定である。2本目の論文では、このような乱流の効果を考慮した数値モデルにより、西太平洋特有の温暖な海面水温（黒潮）のエアロゾル－雲相互作用に対して果たす役割についての研究成果を示す予定である。
本研究では引き続き2013年の夏季の航空機観測を対象とした数値モデル計算を実施する。
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[Journal Article] Case study of absorption aerosol optical depth closure of black carbon over the East China Sea2014
Author(s)
Koike, M., N. Moteki, P. Khatri, T. Takamura, N. Takegawa, Y. Kondo, H. Hashioka, H. Matsui, A. Shimizu, and N. Sugimoto
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Journal Title
J. Geophys. Res. Atmos
Volume: 119
Pages: 112-136
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Modeled black carbon radiative forcing and atmospheric lifetime in AeroCom Phase II constrained by aircraft observations2014
Author(s)
Samset, B. H., G. Myhre, A. Herber, Y. Kondo, S.-M. Li, N. Moteki, M. Koike, N. Oshima, J. P. Schwarz, Y. Balkanski, S. E. Bauer, N. Bellouin, T. K. Berntsen, H. Bian, M. Chin, T. Diehl, R. C. Easter, S. J. Ghan, T. Iversen, A. Kirkevåg, and et. al.,
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Journal Title
Atmos. Chem. Phys
Volume: 14
Pages: 12465-12477
DOI
Peer Reviewed
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