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Meteorological research on dust hotspots by using Himawari-8 Dust RGB and lidar network

Research Project

Project/Area Number 21K03659
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

甲斐 憲次  名古屋大学, 環境学研究科, 名誉教授 (50214242)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 神 慶孝  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (30749718)
河合 慶  名古屋大学, 環境学研究科, 研究員 (60823268)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords黄砂ホットスポット / ひまわり8号ダストRGB / ライダー観測網 / 黄砂 / ホットスポット
Outline of Research at the Start

近年、黄砂と共に飛来するPM2.5やバイオエアロゾルの重要性が認識されている。また、黄砂は広大な砂漠域で一様に発生するのではなく、黄砂の発生しやすい場所・ホットスポットがあることが知られている。最新の静止気象衛星ひまわり8号のダストRGB は、広大な砂漠域で発生する中小規模の黄砂現象を検出することができる。一方、ゴビ砂漠に展開するライダー観測網を用いると、ゴビ砂漠における黄砂の舞上りと輸送高度を観測することができる。本申請では、ひまわり8号のダストRGBデータとライダー観測網を活用して黄砂のホットスポットを解明し、日本における大規模な黄砂の予測に資することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

ゴビ砂漠は、アジア大陸における黄砂の主要な発生源である。本研究では、ひまわり8号ダストRGBデータとモンゴルに展開するライダー観測網を活用して、黄砂のホットスポットを解明し、日本における大規模な黄砂の予測に資することを目的とする。主な結果は、次の通りである。
既観測データ解析の一環として、二つの解析を行った。第一の解析では、モンゴルのダランザドガド気象台で実施したダスト係留気球とシーロメーターの同時観測より、消散係数-質量変換係数 MECFを評価した。先行研究と比較すると、発生源地域から遠く離れるほど、MECFの値は小さくなる傾向がみられた。すなわ ち、MECFはダストのモード粒径に比例する。この研究成果は、日本気象学会英文レター誌SOLAに発表した。第二の解析では、自動車によるゴビ砂漠縦断観測により、ダスト濃度と植生指数の関係を調べた。黄砂ホットスポットでは、ダスト濃度が高く、かつ植生指数が低いことが明らかになった。
第2回中央アジアダスト会議CADUC-2(2024年4月15-22日、ウズベキスタン・ヌクスで開催)の発表論文を投稿した。また、CADUC-2科学委員会委員として、会議の企画と投稿論文の査読を行った。2024年4月中旬に開催されるCADUC-2に参加するため、延長申請を行った。
日本気象学会英文レター誌SOLAに発表した論文(Kai et al. 2021)に掲載したダストストームのムビーは、朝日新聞デジタルの記事「黄砂の原因、ゴビ砂漠の砂嵐に突入 偶然遭遇した研究者が動画撮影」で一般向けに開会されている。2023年12月現在、視聴回数は15640回に達した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年4-6月: 5月16日、ダスト係留気球に搭載されたパーティクルカウンターとシーロメーターの同時観測から推定した、ゴビ砂漠の消散係数-質量変換係数 MECFの研究成果を日本気象学会春季大会でオンライン発表をした。気象庁大気海洋部予報課の中村晃太朗氏と、ひまわりダストRGBとスペースライダーCALIOPを用いた黄砂沈降域の解析結果を議論し、論文とりまとめについて打合せた。
2023年7-9月: 8月12-17日、関連するプロジェクト(2023年度鳥取大学乾燥地研究センター共同利用研究)により、河合慶研究員がモンゴルに出張し、マンダルゴビ気象台に設置されたシーロメーターを保守した。ゴビ砂漠の消散係数-質量変換係数 MECFの解析結果を日本気象学会英文レター誌SOLAに発表し、受理された。この内容は、第41回レーザセンシングシンポジウム(9月7日、研究交流センター・つくば市)で発表した。
10月と12月: 関連するプロジェクト(千葉大学環境リモートセンシング共同研究)の経費により、名古屋大学に出張し、河合慶研究員と論文の取りまとめについて打ち合わせた。第2回中央アジアダスト会議CADUC-2(2024年4月15-22日、ウズベキスタン・ヌクスで開催)の発表論文を投稿した。また、CADUC-2科学委員会委員として、会議の企画と投稿論文の査読を行った。
2024年 1-3月: MECFの研究成果を第15回バイオエアロゾルシンポジウム、第26回千葉大学環境リモートセンシングシンポジウム、大気ライダー研究会で行い、研究交流を進めた。第2回中央アジアダスト会議(CADUC-2)は、ダストに関する重要な会議なので、本年度の研究費の一部をCADUC-2出張旅費として、2024年度に延長申請を行い、承認された。

Strategy for Future Research Activity

延長申請した研究費により、2024年度は次のことを行う。
第2回中央アジアダスト会議(CADUC-2)は、アジアと欧米の研究者が一堂に会する重要な会議である。本科研費の集大成として、研究題目「ゴビ砂漠のホットスポットから放出されるアジアダストの研究 Study on the Asian dust emitted from the hotspot in the Gobi Desert」を口頭発表し、研究交流を進める。会議後のエクスカーションでは、旧ソ連時代の大規模灌漑で干上がったアラル海の湖底に横たわる漁船群を視察する。前世紀最大の環境破壊の一つとされ、湖底から塩分を含むダストが飛散し、広い範囲で農作物への被害や大気汚染、健康への被害をもたらしている。環境破壊によるダスト放出の影響について意見交換する。また、二つの大河・アムダリアとシルダリアが形成した長大なオアシスと古代シルクロードを視察する。本会議で得られた中央アジアダストの科学的知見をもとに、政治的提言案を取りまとめる。
後半は、前年度、解析を進めた研究題目「ゴビ砂漠におけるダスト濃度と植生指数の関係」と取りまとめて、論文発表を試みる。
以上の作業から、黄砂ホットスポットに関する報告書を作成する。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Mass-Extinction Conversion Factor (MECF) over the Gobi Desert by a Tethered-balloon-based OPC and a Ceilometer2023

    • Author(s)
      Kai Kenji、Kawai Kei、Ohara Kazuma、Minamoto Yuki、Jin Yoshitaka、Maki Teruya、Noda Jun、Shiina Tatsuo、Davaanyam Enkhbaatar
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 19 Issue: 0 Pages: 269-273

    • DOI

      10.2151/sola.2023-035

    • ISSN
      1349-6476
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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 日本気象学会2022年秋季大会 参加報告2023

    • Author(s)
      河合慶, 甲斐憲次
    • Journal Title

      レーザーセンシング学会ニュースレター

      Volume: 10 Pages: 5-7

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    • Author(s)
      Kawai Kei、Matsui Hitoshi、Tobo Yutaka
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 50 Issue: 8 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1029/2022gl102470

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dust Hotspot in the Gobi Desert: A Field Survey in April 20192021

    • Author(s)
      Kai Kenji、Kawai Kei、Ito Atsuya、Aizawa Yuki、Minamoto Yuki、Munkhjargal Erdenebadrakh、Davaanyam Enkhbaatar
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 17 Issue: 0 Pages: 130-133

    • DOI

      10.2151/sola.2021-023

    • NAID

      130008069933

    • ISSN
      1349-6476
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  • [Journal Article] High Sensitivity of Asian Dust Emission, Transport, and Climate Impacts to Threshold Friction Velocity2021

    • Author(s)
      Kawai Kei、Matsui Hitoshi、Kimura Reiji、Shinoda Masato
    • Journal Title

      SOLA

      Volume: 17 Issue: 0 Pages: 239-245

    • DOI

      10.2151/sola.2021-042

    • NAID

      130008131075

    • ISSN
      1349-6476
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  • [Journal Article] High Potential of Asian Dust to Act as Ice Nucleating Particles in Mixed‐Phase Clouds Simulated With a Global Aerosol‐Climate Model2021

    • Author(s)
      Kawai Kei、Matsui Hitoshi、Tobo Yutaka
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 126 Issue: 12 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1029/2020jd034263

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  • [Presentation] ダスト係留気球とシーロメーターを用いた消散係数-ダスト質量変換係数(MECF)の研究2024

    • Author(s)
      甲斐憲次、河合 慶、小原一真、源祐輝、神 慶孝、牧輝弥、能田淳、椎名達雄、E. Davaanyam
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      第15回大気バイオエアロゾルシンポジウム、近畿大学東大阪キャンパス、2024年2月9日
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      甲斐憲次、河合 慶、神 慶孝、椎名達雄、E. Davaanyam
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      甲斐憲次
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      甲斐憲次、中村晃太朗、河合 慶、源 祐輝
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      甲斐憲次, 神 慶孝, 河合 慶
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      日本地球惑星科学連合2022年大会, AAS11-02, 幕張メッセ, 幕張, 2022年5月22日-6月3日
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    • Author(s)
      甲斐憲次
    • Total Pages
      842
    • Publisher
      丸善出版
    • ISBN
      9784621307939
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    • Author(s)
      甲斐憲次
    • Total Pages
      430
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254161328
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    • Author(s)
      甲斐憲次
    • Total Pages
      430
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254161328
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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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