大都市圏におけるオキシダントの光化学的制御戦略に関する研究

• 研究課題/領域番号: 14208061
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 近藤 豊 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (20110752)
• 研究分担者: 梶井 克純 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40211156) ; 小池 真 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (00225343) ; 北 和之 茨城大学, 理学部, 助教授 (30221914) ; 竹川 暢之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (00324369) ; 廣川 淳 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (20262115)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 52,520千円 (直接経費: 40,400千円、間接経費: 12,120千円); 2004年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円); 2003年度: 16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円); 2002年度: 21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)
• キーワード: 大都市圏 / オゾン / 一酸化炭素 / NOx / NOy / 硝酸 / エアロゾル / 3次元化学輸送モデル / Noy / Nox NOy / 硝酸イオン / 分光光度放射計 / 3次元モデル / NOx NOy / PTR-MS / 航空機観測

研究概要

オゾンの光化学を支配する前駆気体(NO_x,HNO3,PANなどの濃窒素酸化物、炭化水素類、CO)、OH,HO_2ラジカル類、化学反応に関与する太陽放射スペクトルを高精度で測定する装置を開発した。それらを用いた総合観測を2003年から2005年にかけて、異なった季節で行った。特に04年の7-8月には東京の駒場の東大キャンパス及び埼玉県の騎西市の環境科学国際センターの2点で集中的に実施した。また同時に質量分析計などによるエアロゾルの粒径別の化学組成の測定も行われた。朝の時間帯に東京から輸送された空気塊が午後埼玉県に達することから、これら2点での観測は、空気塊中に起きる反応を調べる上で理想的である。高気圧に覆われ、海陸風循環の発達した8月中旬に、高濃度オゾン域が13:00頃、東京北部に発生し、海風により埼玉県へと輸送されながらさらにオゾン濃度が高くなることが観測された。窒素酸化物が酸化されながらオゾンを生成するなど、鍵となる化学過程が初めて観測された。また高濃度オゾンの生成に伴い、有機エアロゾルも効率的に生成されることも初めて観測されるなど、エアロゾルの生成とオゾン化学との相互作用に関する画期的な知見が得られた。
輸送過程と光化学過程を組み込んだ3次元モデルの開発を行った。海陸風循環による大気の流れを地上観測データと比較し、流れ場の計算が高精度で行われることを確かめた。このモデルは極めて高精度で、関東域の高濃度オゾンを再現できた。また、計算されたオゾンの前駆気体も観測値を良く再現できた。このモデルを用いて、オゾン生成は正午付近の2-3時間の間に生成していることなど、詳細な化学過程を調べることができた。オゾン生成には、朝のラッシュ時に放出される窒素酸化物が重要な役割を果たすことが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Asian chemical outflow to the Pacific in late spring observed during the PEACE-B aircraft mission (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohshima, N., M.Koike, H.Nakamura, Y.Kondo 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Impacts of Biomass Burning in Southeast Asia on Ozone and Reactive Nitrogen over the Western Pacific in Spring (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Y.Morino, N.Takegawa, M.Koike 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Photochemistry of ozone over the western Pacific from winter to spring (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., K.Nakamura, G.Chen, N.Takegawa 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Removal of NO_x and NO_y in Asian outflow plumes : Aircraft measurements over the western Pacific in January 2002 (2004)
  • 著者名/発表者名: Takegawa, N., Y.Kondo, M.Koike, G.Chen 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 109
  • NAID: 110006655724
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Intercontinental Transport and Chemical Transformation 2002 and Pacific Exploration of Asian Continental Emission experiments (2004)
  • 著者名/発表者名: D.D.Parrish, Y.Kondo 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Chemical transport model ozone simulations for spring 2001 over the western Pacific : Regional ozone production and its global impact (2004)
  • 著者名/発表者名: Wild, O., M.J.Prather, H.Akimoto, Y.Kondo 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Asian chemical outflow to the Pacific in late spring observed during the PEACE-B aircraft mission. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oshima, N., M.Koike, H.Nakamura, Y.Kondo, N.Takegawa, Y.Miyazaki, D.R.Blake, T.Shirai, K.Kita, S.Kawakami, T.Ogawa
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Impacts of Biomass Burning in Southeast Asia on Ozone and Reactive Nitrogen over the Western Pacific in Spring. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Y.Morino, N.Takegawa, M.Koike, K.Kita, Y.Miyazaki, G.W.Sachse, S.A.Vay, M.A.Avery, F.Flocke, A.J.Weinheimer, F.L.Eisele, M.Zondlo, R.J.Weber, H.B.Singh., G.Chen, J.Crawford, D.R.Blake, H.E.Fuelberg, A.D.Clarke, R.W.Talbot, S.T.Sandholm, E.V.Browell, D.G.Streets, B.Liley
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Photochemistry of ozone over the western Pacific from winter to spring. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., K.Nakamura, G.Chen, N.Takegawa, M.Koike, Y.Miyazaki, K.Kita, J.Crawford, M.Ko, D.R.Blake, S.Kawakami, T.Shirai, B.Liley, T.Ogawa
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Removal of NO_x and NO_y in Asian outflow plumes : Aircraft measurements over the western Pacific in January 2002. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takegawa, N., Y.Kondo, M.Koike, G.Chen, T.Machida, T.Watai, D.R.Blake, D.G.Streets, J.-H.Woo, G.R.Carmichael, K.Kita, Y.Miyazaki, T.Shirai, J.B.Liley, T.Ogawa
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 109
  • NAID: 110006655724
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intercontinental Transport and Chemical Transformation 2002 (ITCT-2K2) and Pacific Exploration of Asian Continental Emission (PEACE) experiments : An Overview of the 2002 winter and spring intensives. (2004)
  • 著者名/発表者名: D.D.Parrish, Y.Kondo, O.R.Cooper, C.A.Brock, D.A.Jaffe, M.Trainer, T.Ogawa, G.Hubler, F.C.Fehsenfeld
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chemical transport model ozone simulations for spring 2001 over the western Pacific : Regional ozone production and its global impact. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wild, O., M.J.Prather, H.Akimoto, J.K.Sundet, I.S.Isaksen, J.H.Crawford, D.D.Davis, M.A.Avery, Y.Kondo, G.W.Sachse, S.T.Sandholm
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 109
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Removal of NOx and NOy in Asian outflow plumes : Aircraft measurements over the western Pacific in January 2002 (2004)
  • 著者名/発表者名: Takegawa, N., Y.Kondo, M.Koike, G.Chen 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 109
• [図書] 気象ハンドブック第1編 気象学 7章 大気化学 (2005)
  • 著者名/発表者名: 近藤 豊
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Handbook of meteorology (atmospheric chemistry) The first edition. Chapter 7 (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Kondo
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Asakura Shoten
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takegawa, N., Y.Kondo, M.Koike, 他: "Removal of NOx and NOy in biomass burning plumes in the boundary layer over northern Australia"Journal of Geophysical Research. 108. doi:10.10292002JD002505 (2003)
• [文献書誌] Takegawa, N., Y.Kondo, M.Koike, 他: "Photochemical production of O_3 in biomass burning plumes in the boundary layer over northern Australia"Geophysical Research Letters. 30. doi:10.10292003GL017017 (2003)
• [文献書誌] Miyazaki, Y., Y.Kondo, K.Kita, 他: "Synoptic-scale transport of reactive nitrogen over the western Pacific in spring"Journal of Geophysical Research. 108(D20). 8788 (2003)
• [文献書誌] Koike, M., Y.Kondo, K.Kita, 他: "Export of anthropogenic reactive nitrogen and sulfur compounds from the East Asia region in spring"Journal of Geophysical Research. 108(D20). 8789 (2003)
• [文献書誌] Kondo, Y., N.Takegawa, Y.Miyazaki, 他: "Effects of Biomass Burning and Lightning on Atmospheric Chemistry over Australia and Southeast Asia"International Journal of Wildland Fire. 12,271-281 (2003)
• [文献書誌] Nakamura, K., Y.Kondo, G.Chen, 他: "Measurement of NO2 by photolysis conversion technique during TRACE-P"J.Geophys.Res. 108(D24). 4752 (2003)
• [文献書誌] Kondo, Y., M.Ko, M.Koike他: "Preface to special section on Biomass Burning and Lightning Experiment (BIBLE)"J.Geophys.Res.. 107. 8397 (2002)
• [文献書誌] Kita, K., S.Kawakami, Y.Miyazaki他: "Photochemical production of ozone in the upper troposphere in association with cumulus convection over Indonesia"J.Geophys.Res.. 107. 8400 (2002)
• [文献書誌] Koike, M., Y.Kondo他: "Reactive nitrogen over the tropical Western Pacific : Influence from lightning and biomass burning"J.Geophys.Res.. 107. 8403 (2002)
• [文献書誌] Kondo, Y., M.Koike, K.Kita他: "Effects of biomass burning, lightning, and convection on O3, CO, and NOy over the tropical Pacific and Australia in August-October"J.Geophys.Res.. 107. 8402 (2002)
• [文献書誌] Miyazaki, Y., K.Kita, Y.Kondo他: "Springtime photochemical ozone production in the upper troposphere over East Asia"J.Geophys.Res.. 107. 8398 (2002)
• [文献書誌] Fujiwara, M., Y.Tomikawa, K.Kita, Y.Kondo他: "Ozonesonde soundings in the Indonesian maritime continent in September-October 1998 and in August-September 1999"Atmospheric Environment. 37. 353-362 (2003)
• [文献書誌] Daniel J.Jcob著, 近藤豊訳: "大気化学入門"東京大学出版会. 278 (2002)