2015 Fiscal Year Annual Research Report
全球エアロゾル化学気候モデルの開発と黒色炭素粒子の放射効果の高精度評価
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26701004
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
大島 長 気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 主任研究官 (50590064)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | エアロゾル / 黒色炭素粒子 / 大気化学 / 気象 / 放射 / 全球モデル / 混合状態 / 大気環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、気象研究所の地球システムモデルを構成する全球化学気候モデルに組み込むためのエアロゾルモジュールの開発・改良を継続して行った。特に、モデルでの多様なエアロゾル表現（エアロゾルのサイズ分布やブラックカーボン（黒色炭素粒子）の混合状態など）に応じたエアロゾルの放射特性モジュールの開発を中心に行った。その結果、他エアロゾル化学成分との内部混合に伴うブラックカーボンの太陽光吸収の増大効果を従来よりも高精度で推定することが可能となった。また、エアロゾルが積雲対流活動に伴い上部対流圏・下部成層圏へ上方輸送される過程と、積雲対流活動に伴い降水により大気中から除去される過程を同時に整合的に扱うスキームを新たに開発することで、ブラックカーボン濃度の高度分布の再現性を従来よりも大きく向上させることができた。従来の全球モデルでは、ブラックカーボンの放射特性や高度分布の再現性に大きな不確定性が含まれていたので、本研究により得られた成果は、今後のモデル開発・モデル研究を行う上で非常に重要である。さらに、本研究で考案した研究手法と西太平洋域において実施されたエアロゾル航空機観測結果を組み合わせることで、東アジア域での冬季と春季におけるブラックカーボンの輸送過程および除去過程の違いについて新たな知見を得ることができた。本研究成果は、学術論文として掲載され、今後のモデル開発・検証を行う上で非常に重要である。
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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
本年度までに、気相成分とエアロゾル成分を整合的に取り扱うことができるエアロゾルモジュールおよび気相化学反応モジュールの開発・改良、エアロゾルのサイズ分布とブラックカーボンの混合状態に基づいたエアロゾル放射特性モジュールの開発、エアロゾルの降水による除去過程の改良、積雲対流活動に伴うエアロゾルの鉛直輸送過程と除去過程のスキームの開発などを実施し、今後のモデル開発・改良を行う上で必要不可欠な研究成果をあげることが出来た。また、ブラックカーボンの湿性沈着過程や輸送過程などについて新たな知見が得られ、今後のモデル検証を行う上で必要不可欠な研究成果をあげることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度から実施している全球エアロゾル化学気候モデルの開発および改良を継続する。モデルを用いて、エアロゾルの時空間分布・放射特性の計算を実施し、モデル結果と観測結果との比較を引き続き実施する。観測との比較では、これまでに広域的・長期的に実施されてきた、多点での地上・衛星観測の結果を使用して、エアロゾルの広域的な空間分布・放射特性を決める過程の検証を実施する。このような観測結果との比較や様々な数値実験を通じて、モデルの改良を引き続き実施し、モデルの完成度を高める。改良したモデルを用いて、ブラックカーボンの時空間分布・加熱分布を明らかにし、エアロゾルの直接放射効果について新たな評価を与える。最終的に、本研究により得られる成果を学術論文としてまとめる。
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| Causes of Carryover |
別の本年度採択の研究費（二国間交流事業）による外国出張を行うことになったため、計画当初に予定していた時期の海外出張を取りやめることになり、旅費を使用する機会がなくなったことが主な理由としてあげられる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
全球エアロゾル化学気候モデルの開発およびモデル計算には、大容量のモデル計算結果を高速に保存するための装置、および計算機関連機器が必要であるので、より性能の高い計算機機器を導入するために、必要な設備備品費・消耗品費を計上した。また、国内外の研究者との詳細な討論や情報交換、及び国内外の学会にて研究成果を発表するための旅費を計上した。
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