アジアのオゾン汚染の実態把握と越境汚染の影響評価：衛星観測と化学輸送モデルの比較

• 研究課題/領域番号: 16H04051
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 奈良女子大学
• 研究代表者: 林田 佐智子 奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (70180982)
• 研究分担者: 山地 一代 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (40399580) ; 関山 剛 気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 主任研究官 (90354498) ; 梶野 瑞王 気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 主任研究官 (00447939)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: 対流圏オゾン / 衛星観測 / 大気汚染 / OMI / 中国 / リトリーバル / 領域化学輸送モデル / エミッションインベントリー / オゾン / アジア / 環境問題 / 大気化学 / 大気化学輸送モデル / 中国大気汚染 / 越境汚染 / 大気モデル / 環境動態解析

研究成果の概要

申請代表者らはAura衛星搭載のOMIセンサーから、中国上空における対流圏下層オゾンの時空間変化を示すことに成功した(Hayashida et al., 2015)。本研究では、過大評価されている可能性のあるデータを取り除く手法を開発し (Hayashida et al., 2018a)、スクリーニングを行った後の中国上空における下層オゾンの季節変動シグナルから、華北平原や四川盆地で強いオゾン汚染が繰り返し発生していることを示した（Hayashida et al., 2018b）。領域化学モデルとの比較により、前駆物質放出量の削減効果による地上オゾン濃度変化を有意に検出可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

中国の大気汚染は極めて深刻であり、住民への健康影響も甚大であると認識されている。中国の風下に位置する日本へも、大気汚染物質が越境して流入することが懸念されており、中国の大気汚染は日本国民の健康にも影響を及ぼしうる重大な問題であり、中国・韓国との環境大臣会合などで取り上げられて来た環境問題でもある。過去20年の間に、衛星からの大気汚染物質監視が飛躍的に進んだにも関わらず、オゾンは成層圏に90%が存在するため、対流圏下層のオゾンを衛星観測から導出することは極めて困難であるとされてきた。そのような困難を克服した本研究の意義は大きく、学術的意義のみならず、社会的にも大きなインパクトがあると考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] Harvard University(米国)
• [国際共同研究] ハーバードスミソニアン宇宙科学研究所(米国)
• [国際共同研究] ハーバード大学(米国)
• [雑誌論文] NHM-Chem, the Japan Meteorological Agency's Regional Meteorology – Chemistry Model: Model Evaluations toward the Consistent Predictions of the Chemical, Physical, and Optical Properties of Aerosols (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Kajino, M. Deushi, T. Sekiyama, N. Oshima, K. Yumimoto, T. Tanaka, J. Ching, A. Hashimoto, T. Yamamoto, M. Ikegami, A. Kamada, M. Miyashita, Y. Inomata, S.-I. Shima, A. Takami, A. Shimizu, S. Hatakeyama, Y. Sadanaga, H. Irie, K. Adachi, Y. Zaizen, Y. Igarashi, H. Ueda, T. Maki, and M. Mikami
  • 雑誌名: 気象集誌. 第2輯 巻: 97 号: 2 ページ: 337-374
  • DOI: 10.2151/jmsj.2019-020
  • NAID: 130007623233
  • ISSN: 0026-1165, 2186-9057
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seasonal Response of North Western Pacific Marine Ecosystems to Deposition of Atmospheric Inorganic Nitrogen Compounds from East Asia (2018)
  • 著者名/発表者名: Taketani Fumikazu、Aita Maki N.、Yamaji Kazuyo、Sekiya Takashi、Ikeda Kohei、Sasaoka Kosei、Hashioka Taketo、Honda Makio C.、Matsumoto Kazuhiko、Kanaya Yugo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 9324-9324
  • DOI: 10.1038/s41598-018-27523-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seasonality of the lower tropospheric ozone over China observed by the Ozone Monitoring Instrument, (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Hayashida M. Kajino, M. Deushi, T. T. Sekiyama, and X. Liu
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 184 ページ: 244-253
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2018.04.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Study of lower tropospheric ozone over central and eastern China: comparison of satellite observation with model simulation (2018)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, S., S. Kayaba, M. Deushi, K. Yamaji, A. Ono, M. Kajino, T. T. Sekiyama, T. Maki, and X. Liu
  • 雑誌名: Land-Atmospheric Research Applications in South and Southeast Asia 巻: - ページ: 255-275
  • DOI: 10.1007/978-3-319-67474-2_13
  • ISBN: 9783319674735, 9783319674742
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Study of lower tropospheric ozone over central and eastern China: Comparison of satellite observation with model simulation (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Hayashida, S. Kayaba, M. Deushi, K. Yamaji, A. Ono, M. Kajino, T. T. Sekiyama, T. Maki, and X. Liu
  • 雑誌名: "Land‐Atmospheric Interactions in Asia", Book Series: Springer Remote Sensing/Photogrammetry, Editors: K. P. Vadrevu, T. Ohara, C. Justice 巻: 1 ページ: 999-999
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 衛星観測により対流圏下部オゾンに対する前駆物質排出量削減の効果は検出できるのか (2018)
  • 著者名/発表者名: 梶野瑞王,林田佐智子,関山剛,出牛真,伊藤一輝
  • 学会等名: 日本気象学会秋季大会
• [学会発表] 那覇で観測された対流圏オゾンの増大現象について (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口小雪, 林田佐智子
  • 学会等名: 日本気象学会秋季大会
• [学会発表] 中国の農業残渣焼却が与える大気汚染への影響分析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 呂ショウビン,林田佐智子,山地一代
  • 学会等名: 日本気象学会秋季大会
• [学会発表] Recent trend of atmospheric emissions due to open crop residue burning in the central east China (2018)
  • 著者名/発表者名: K.Yamaji, X. Lu, S. Hayashida,
  • 学会等名: 2018 joint iCACGP Symposium and IGAC Science Conference
• [学会発表] Outstanding seasonality of the lower tropospheric ozone over central China observed by Ozone Monitoring Instrument (OMI) (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Hayashida, M. Kajino, M. Deushi, T. Sekiyama, X. Liu
  • 学会等名: JpGU/AGU joint meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Enhancement of the lower tropospheric ozone over China: Comparison of Ozone Monitoring Instrument (OMI) and model simulations (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Hayashida, M. Kajino, M. Deushi, T. Sekiyama, and X. Liu
  • 学会等名: 3rd ACAM Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Toward Vertical Profiling Of Atmospheric Species From Space: Recent Advances And Future Prospect (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Hayashida, N. Chandra, P. K. Patra, N. Saitoh, and Y. Kasai
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society(AOGS), 14th Annual Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Clustering of seasonality of the lower tropospheric ozone over central China observed by Ozone Monitoring Instrument (OMI) (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayashida, S., M. Kajino, M. Deushi, T. Sekiyama, and X. Liu
  • 学会等名: the 2017 Joint IAPSO-IAMAS-IAGA Assembly
  • 国際学会
• [学会発表] Seasonal clustering of lower tropospheric ozone over central China observed using an Ozone Monitoring Instrument (OMI): Lessons learned from OMI (2017)
  • 著者名/発表者名: S.Hayashida
  • 学会等名: GEMS Science Meeting, Seoul, Korea
  • 国際学会
• [学会発表] 中国で観測されたオゾン時空間分布のクラスター解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林田佐智子
  • 学会等名: 第23回大気化学討論会
• [学会発表] Comparison of OMI Observation with Model Simulations to Study Lower Tropospheric Ozone Enhancement Over Central and Eastern China (2016)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Hayashida
  • 学会等名: GEMS Science Meeting
  • 発表場所: Yonsei University, South Korea
  • 年月日: 2016-10-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Satellite measurement of the lower tropospheric ozone enhancement over East Asia; elimination of the effect from the upper troposphere and lower stratosphere (2016)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Hayashida, Makoto Deushi, Kazuyo Yamaji, Mizuo Kajino, Tsuyoshi Thomas Sekiyama, Takashi Maki, Xiong Liu
  • 学会等名: IGAC2016
  • 発表場所: Colorado, USA
  • 年月日: 2016-09-19
  • 国際学会
• [学会発表] 東アジアにおける下部対流圏オゾンの衛星観測とモデルシミュレーションの比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 林田佐智子、出牛真、梶野瑞王、山地一代、関山剛、眞木貴史
  • 学会等名: 日本気象学会2016年度春季大会
  • 発表場所: 日本、東京
  • 年月日: 2016-05-21
• [図書] Chapter 13: Study of lower tropospheric ozone over central and eastern China: Comparison of satellite observation with model simulationin. In "Land‐Atmospheric Research Applications in South and Southerast Asia". (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Hayashida, S. Kayaba, M. Deushi, K. Yamaji, A. Ono, M. Kajino, T. T. Sekiyama, T. Maki, and X. Liu
  • 総ページ数: 725
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9783319674742