化学気候モデルを用いた太陽プロトンイベントのオゾンと気候に及ぼす影響に関する研究

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Solar-Terrestrial Environment Prediction as Science and Social Infrastructure
• Project/Area Number: 16H01183
• Research Institution: National Institute for Environmental Studies
• Principal Investigator: 秋吉 英治 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球環境研究センター, 室長 (80211697)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: キャリントンイベント / 化学気候モデル / オゾン / NOx / 極域 / 塩素量

Outline of Annual Research Achievements

前年度には、2003年に起こったハロウィーンイベントのオゾン層に及ぼす影響を、国立環境研究所の化学気候モデルを用いて計算し、The Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding（MIPAS）によって得られた観測データと比較し、イベント中・後の約2週間程度の期間で両者を比較し、良好な結果を得、これによってモデルの検証を行うことができた。
今年度は、同じモデルを用いて1859年8月28日に起こった巨大太陽プロトンイベント（キャリントンイベント）のオゾンへの影響を調べた。キャリントンイベントによって極域の地球大気に侵入したプロトンによって引き起こされる大気のイオン化率のデータから、それによって生成されるNOxの量を推定し、それを化学気候モデルの両極域（北緯60-90度、南緯60-90度）にインプットして計算を行った。2003年に起こったハロウィーンイベントのシミュレーションとは違って、当時の全球の気温や風のデータがないので、当時予想される二酸化炭素濃度、塩素化合物濃度、海水面温度を設定した計算を行った。また、大気微量成分の違いによる影響の違いを調べるため、大気中の塩素濃度がピークに達した2000年の二酸化炭素濃度、塩素化合物濃度、海水面温度を設定した計算も行った。特に、オゾン全量への寄与の大きい下部成層圏オゾンへの影響を調べたところ、塩素量が増加することによって、下部成層圏オゾンへの影響（オゾン減少）が拡大することがわかった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] National Center for Atmospheric Research/NASA Goddard Space Flight Center(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: National Center for Atmospheric Research/NASA Goddard Space Flight Center
• [Int'l Joint Research] University of Leeds(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: University of Leeds
• [Int'l Joint Research] University of Victoria(カナダ)
  • Country Name: CANADA
  • Counterpart Institution: University of Victoria
• [Int'l Joint Research] NIWA(ニュージーランド)
  • Country Name: NEW ZEALAND
  • Counterpart Institution: NIWA
• [Int'l Joint Research] IAC(スイス)
  • Country Name: SWITZERLAND
  • Counterpart Institution: IAC
• [Int'l Joint Research]
  • # of Other Countries: 2
• [Journal Article] Ozone sensitivity to varying greenhouse gases and ozone-depleting substances in CCMI-1 simulations (2018)
  • Author(s): Morgenstern, O., K. A. Stone, R. Schofield, H. Akiyoshi, Y. Yamashita, D. E. Kinnison, R. R. Garcia, K. Sudo, D. A. Plummer, J. Scinocca, L. D. Oman, M. E. Manyin, G. Zeng, E. Rozanov, A. Stenke, L. E. Revell, G. Pitari, E. Mancini, G. Di Genova, D. Visioni, S. S. Dhomse, M. P. Chipperfield
  • Journal Title: Atmos. Chem. Phys. Volume: 18 Pages: 1091-1114
  • DOI: 10.5194/acp-18-1091-2018
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Ozone sensitivity to varying GHGs and ODSs in CCMI simulations (2017)
  • Author(s): Morgenstern, O., H. Akiyoshi, Y. Yamashita, D. Kinnison, R. Garcia, D. Plummer, J. Scinocca, G. Zeng, E. Rozanov, A. Stenke, L. Revell, G. Pitari, E. Mancini, G. Di Genova, S. Dhome, M. Chipperfield
  • Organizer: CCMI Workshop 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Resolution dependency of stratosphere-to-troposphere transport estimated by the global multi-resolution simulations (2017)
  • Author(s): Yamashita, Y., M. Takigawa, K. Ishijima, H. Akiyoshi, C. Kodama, H. Yashiro, M. Satoh
  • Organizer: AGU Fall Meeting
  • Int'l Joint Research