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空間シームレスな大気汚染物質輸送モデルによるPM2.5の二次生成成分の精緻化

研究課題

研究課題/領域番号 17H04711
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 環境動態解析
研究機関国立研究開発法人国立環境研究所

研究代表者

五藤 大輔  国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (80585068)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2018年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード大気汚染物質輸送モデル / 全球高分解能計算 / モデル開発と観測との検証 / 二次生成有機炭素エアロゾル / エアロゾル放射強制力 / 人為起源二次生成有機炭素エアロゾル / バイオマス起源二次生成有機炭素エアロゾル / PM2.5 / 大気輸送モデル / 大気環境 / 二次生成粒子 / 二次生成エアロゾル / 東アジア / NICAM
研究成果の概要

日本周辺の領域対象実験では、NICAM-Chemモデルが2つの静止衛星や地上観測で検出された越境汚染をうまく再現できた。続いて、全球14km高解像度実験を行い、発生源付近や北極輸送のエアロゾル再現性を検証した。以上を踏まえて、二次生成有機炭素エアロゾル(SOA)を計算する簡易モジュールをNICAM-Chemに導入した。その結果、人間活動由来SOAは放射強制力が-0.08 W m-2となり、最新のIPCCと整合的であった。中国では地表面エアロゾル濃度が増加し、モデルの過小評価が改善した。バイオマス燃焼起源SOAは-0.03 W m-2となり、考慮すべき成分であることが明らかとなった

研究成果の学術的意義や社会的意義

PM2.5(微小エアロゾル)は代表的な大気汚染物質であり、人体への健康影響もあることから、大陸からの越境汚染の我が国への流入量を見積もることは、環境だけでなく社会問題であるとともに、温暖化を抑制可能な冷却効果を持つ気候にも影響しうる重要物質である。本研究を通じたモデル検証やモデル高度化によって、予測にまだ改善の余地がある我が国の大気汚染物質予測モデルに、本研究で開発したNICAM-Chemが加わる可能性が高まったとともに、本研究で行った全球規模で高度化されたエアロゾル計算実績によって、今後益々高精度な気候影響評価に繋がる可能性が高まった。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 8件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] IAP/CAS(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Global aerosol simulations using NICAM.16 on a 14?km grid spacing for a climate study: improved and remaining issues relative to a lower-resolution model2020

    • 著者名/発表者名
      Goto Daisuke、Sato Yousuke、Yashiro Hisashi、Suzuki Kentaroh、Oikawa Eiji、Kudo Rei、Nagao Takashi M.、Nakajima Teruyuki
    • 雑誌名

      Geoscientific Model Development

      巻: 13 号: 8 ページ: 3731-3768

    • DOI

      10.5194/gmd-13-3731-2020

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of linear minimum variance estimation to the multi-model ensemble of atmospheric radioactive Cs-137 with observations2020

    • 著者名/発表者名
      Goto, D., Morino, Y., Ohara, T., Sekiyama, T. T., Uchida, J., and Nakajima, T.
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemstry and Physics

      巻: 20 号: 6 ページ: 3589-3607

    • DOI

      10.5194/acp-20-3589-2020

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigating the assimilation of CALIPSO global aerosol vertical observations using a four-dimensional ensemble Kalman filter2019

    • 著者名/発表者名
      Cheng Yueming、Dai Tie、Goto Daisuke、Schutgens Nick A. J.、Shi Guangyu、Nakajima Teruyuki
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 19 号: 21 ページ: 13445-13467

    • DOI

      10.5194/acp-19-13445-2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Inverting the East Asian Dust Emission Fluxes Using the Ensemble Kalman Smoother and Himawari-8 AODs: A Case Study with WRF-Chem v3.5.12019

    • 著者名/発表者名
      Dai、Cheng、Goto、Schutgens、Kikuchi、Yoshida、Shi、Nakajima
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 10 号: 9 ページ: 543-543

    • DOI

      10.3390/atmos10090543

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Aerosol model evaluation using two geostationary satellites over East Asia in May 20162019

    • 著者名/発表者名
      Goto D., Kikuchi M., Suzuki K., Hayasaki M., Yoshida M., Nagao T.M., Choi M., Kim J., Sugimoto N., Shimizu A., Oikawa E., Nakajima T.
    • 雑誌名

      Atmospheric Research

      巻: 217 ページ: 93-113

    • DOI

      10.1016/j.atmosres.2018.10.016

    • NAID

      120006648333

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hourly aerosol assimilation of Himawari-8 AOT using the four-dimensional local ensemble transform Kalman filter2019

    • 著者名/発表者名
      Dai T., Cheng Y., Suzuki K., Goto D., Kikuchi M., Schutgens N.A.J., Yoshida M., Zhang P., Husi L., Shi G., Nakajima T.
    • 雑誌名

      Journal of Advances in Modeling Earth Systems

      巻: 11(3) 号: 3 ページ: 680-711

    • DOI

      10.1029/2018ms001475

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multi-scale Simulations of Atmospheric Pollutants Using a Non-hydrostatic Icosahedral Atmospheric Model2018

    • 著者名/発表者名
      Goto D., Nakajima T., Dai T., Yashiro H., Sato Y., Suzuki K., Uchida J., Misawa S., Yonemoto R., Trieu T.T.N., Tomita H., Satoh M.
    • 雑誌名

      Vadrevu K., Ohara T., Justice C. (eds) Land-Atmospheric Research Applications in South and Southeast Asia. Springer Remote Sensing/Photogrammetry. Springer, Cham

      巻: - ページ: 277-302

    • DOI

      10.1007/978-3-319-67474-2_14

    • ISBN
      9783319674735, 9783319674742
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impacts of meteorological nudging on the global dust cycle simulated by NICAM coupled with an aerosol model2018

    • 著者名/発表者名
      Dai T., Cheng Y., Zhang P., Shi G., Sekiguchi M., Suzuki K., Goto D., Nakajima T.
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 190 ページ: 99-115

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2018.07.016

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Aerosol effects on cloud water amounts were successfully simulated by a global cloud-system resolving model2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, Y., D. Goto, T. Michibata, K. Suzuki, T. Takemura, H. Tomita, and T. Nakajima
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 985-985

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03379-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Multimodel Study on Warm Precipitation Biases in Global Models Compared to Satellite Observations2017

    • 著者名/発表者名
      Jing Xianwen、Suzuki Kentaroh、Guo Huan、Goto Daisuke、Ogura Tomoo、Koshiro Tsuyoshi、Mulmenstadt Johannes
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 122 号: 21

    • DOI

      10.1002/2017jd027310

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] On the spatio-temporal representativeness of observations2017

    • 著者名/発表者名
      Schutgens Nick、Tsyro Svetlana、Gryspeerdt Edward、Goto Daisuke、Weigum Natalie、Schulz Michael、Stier Philip
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 17 号: 16 ページ: 9761-9780

    • DOI

      10.5194/acp-17-9761-2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 地球に存在する大気汚染物質を高解像度で計算可能なシミュレーションモデルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      五藤大輔, 佐藤陽祐, 八代尚, 鈴木健太郎, 中島映至
    • 学会等名
      SATテクノロジー・ショーケース2021
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Global aerosol simulations with a cloud-system resolving model2019

    • 著者名/発表者名
      Goto Daisuke
    • 学会等名
      8th International EarthCARE science workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全球高解像度エアロゾルシミュレーションを対象としたモデル解像度の影響評価2019

    • 著者名/発表者名
      五藤大輔
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Global aerosol simulation with 14 km grid spacing2019

    • 著者名/発表者名
      Goto D.
    • 学会等名
      5th International SKYNET workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding of Atmospheric Aerosol Behavior Using a Semi-Regional Model, a Geostationary Satellite and in Situ Measurements over Japan in May 20162018

    • 著者名/発表者名
      Goto D., Kikuchi M., Suzuki K., Hayasaki M., Yoshida M., Nagao T., Sugimoto N., Shimizu A., Nakajima T.
    • 学会等名
      15th Annual Meeting: Asia Oceania Geosciences Society (AOGS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of aerosol transport to Japan by combining seamless regional model and multiple observations including geostationary satellite: A case study of May 20162018

    • 著者名/発表者名
      Goto D.
    • 学会等名
      Land Cover/Land Use Changes (LC/LUC) and Impacts on Environment in South/Southeast Asia -International Regional Science Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Global aerosol climatology with 14 km grid spacing using a non-hydrostatic atmospheric transport model2018

    • 著者名/発表者名
      Goto D., Sato Y., Yashiro H., Suzuki K., Nakajima T.
    • 学会等名
      2018 International Global Atmospheric Chemistry (IGAC) Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Global aerosol budget and its radiative forcing using a non-hydrostatic global atmospheric transport model with 14 km grid spacing2018

    • 著者名/発表者名
      Goto D.
    • 学会等名
      2018 American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 全球高解像度シミュレーションによるエアロゾル物質収支と放射強制力2018

    • 著者名/発表者名
      五藤大輔
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Model evaluation using a geo-stationary satellite and in-situ measurements around Japan in May 20162017

    • 著者名/発表者名
      Goto D., Kikuchi M., Suzuki K., Hayasaki M., Yoshida M., Nagao T., Sugimoto N., Shimizu A., Nakajima T.
    • 学会等名
      2017 American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aerosol climatology with 14 km grid spacing using a non-hydrostatic global atmospheric transport model2017

    • 著者名/発表者名
      Goto D., Sato Y., Yashiro H., Suzuki K., Nakajima T.
    • 学会等名
      16th AeroCom workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2016年5月における静止衛星ひまわりを用いたNICAMのエアロゾル再現性の検証2017

    • 著者名/発表者名
      五藤大輔, 菊池麻紀, 鈴木健太郎, 早崎将光, 吉田真由美, 永尾隆, 杉本伸夫, 清水厚, 中島映至
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] エアロゾル全球高解像度気候実験2017

    • 著者名/発表者名
      五藤大輔
    • 学会等名
      超高解像度大気モデル開発ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 科研費若手A 空間シームレスな大気汚染物質輸送モデルによるPM2.5の二次生成成分の精緻化

    • URL

      http://www.nies.go.jp/subjects/2019/24776_fy2019.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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