2014 Fiscal Year Research-status Report
次世代型エアロゾル統合モデルの開発による直接・間接効果の高精度評価
| Project/Area Number |
26740014
|
|---|
| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | エアロゾル / エアロゾルモデル開発 / 気候影響 / 領域3次元モデル / ブラックカーボン / 新粒子生成 / 有機エアロゾル / 大気環境 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
大気中に浮遊する微粒子（エアロゾル）は、太陽放射の散乱・吸収（直接効果）や雲微物理・降水過程の変化（間接効果）を通して、地球の放射収支や気候変動に対して重要な役割を果たしている。しかしながら、その推定の不確定性幅は非常に大きく、気候変動予測における最大の不確定性要因の1つになっている。本研究では、直接・間接効果を決定する上で最も本質的な物理量となるエアロゾルの数濃度・粒径分布・混合状態（各粒子の化学組成）を微物理・化学過程の理論に基づいて表現する次世代型のエアロゾルモデルを開発する。
平成26年度は、まず、近年提唱されている有機化合物の揮発性とその酸化過程に着目した有機エアロゾルモデルを開発し、実大気観測による検証を行った。本研究で開発したモデルによって、アジア域の有機エアロゾル濃度の再現性を大幅に改善し、有機エアロゾルの空間分布や人為・自然起源相互作用などを明らかにした。
次に、これまで開発してきた2つのモデル（大気中での超微小粒子の生成過程に着目した新粒子生成モデル、各粒子の粒径・混合状態とその変化を解像する混合状態解像モデル）と、上記で開発した有機エアロゾルモデルを統合し、各素過程を同時に計算できるエアロゾルモデルの開発を行った。このモデルは、従来のように限られた化学成分の質量濃度に着目し、簡易的な表現（パラメタリゼーション等）を用いて構成されてきたモデルとは一線を画したエアロゾルモデルである。これにより、「数・粒径・混合状態」という観点でもエアロゾルの主要な物理・化学過程を理論に基づいて計算することができる世界的にも最も詳細な3次元エアロゾルモデルが完成した。
これらの研究成果をとりまとめ、ヨーロッパ地球科学連合の査読付国際誌に主著論文2本が掲載された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度は、有機エアロゾルモデルの開発・検証とエアロゾル統合モデルの開発を行う計画であった。これらのモデル開発・検証は概ね計画通りに進み、当初想定していたエアロゾルモデルが完成した。モデルによる有機エアロゾル濃度の再現性を大幅に改善するとともに、「数・粒径・混合状態」に関する様々なパラメータの再現性を改善させるための準備が整った。
これらの理由から、本研究課題は概ね順調に進んでいる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では、まず、平成26年度に開発したエアロゾル統合モデルの検証を行う。アジア域の地上・航空機観測など様々な観測データを用いてモデルの検証を行う。
本研究で開発したエアロゾル統合モデルは、「数・粒径・混合状態」という観点でエアロゾルの主要な物理・化学過程やその相互作用を理論に基づいて計算することができる世界でも最も詳細なエアロゾルモデルである。この特徴を活かし、エアロゾルの光学特性・放射効果や雲凝結核数など、直接・間接効果の推定で重要となるパラメータに対する各素過程の寄与や相互作用を明らかにする。
また、エアロゾルの各パラメータ・素過程の重要性を不確定性という観点で明らかにする。たとえば、エアロゾル排出時の粒径・混合状態といったパラメータや混合状態の変化に伴う光吸収量の増大効果といった素過程の表現の不確定性は大きい。これらのパラメータ・素過程の不確定性幅に伴うエアロゾルの光学特性・放射効果や雲凝結核数の推定精度に対する影響を評価する。
|
| Causes of Carryover |
平成26年度は、本研究課題で使用する計算機類、国内・国外旅費、学会参加費、論文投稿費などを計上していた。平成26年度末の所属変更に伴い平成27～28年度に使用する旅費等の支出増大が見込まれたため、平成26年度の使用額を研究遂行に支障のない範囲で削減した。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27～28年度は計算機費、論文投稿費、学会参加・旅費、国外出張費などへの使用を予定している。。
|
-
-
-
-
[Journal Article] Modeling ultrafine particle growth at a pine forest site influenced by anthropogenic pollution during BEACHON-RoMBAS 20112014
Author(s)
Cui, Y. Y., A. Hodzic, J. N. Smith, J. Ortega, J. Brioude, H. Matsui, E. J. T. Levin, A. Turnipseed, P. Winkler, and B. de Foy
-
Journal Title
Atmospheric Chemistry and Physics
Volume: 14
Pages: 11011-11029
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
[Presentation] Mass concentrations of organic aerosol and PM2.5 in East Asia reproduced by using volatility base-set approach in the WRF-Chem model2014
Author(s)
Yugo Kanaya, Hitoshi Matsui, Fumikazu Taketani, Xiaole Pan, Yuichi Komazaki, Kohei Ikeda, Kazuyo Yamaji, Zifa Wang, Limseok Chang, Daeil Kang, Akinori Takami, Hiroshi Tanimoto, and Yutaka Kondo
Organizer
13th Quadrennial ICACGP Symposium & 13th IGAC Science Conference on Atmospheric Chemistry
Place of Presentation
Natal, Brazil
Year and Date
2014-09-22 – 2014-09-26
-
-
-
-
-
