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機械学習アルゴリズムを用いた微粒子越境輸送イベントの判定および予測手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04407
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22060:土木環境システム関連
研究機関山梨大学

研究代表者

小林 拓  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (20313786)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード越境輸送微粒子 / 偏光光散乱式粒子計測器 / ディープラーニング / 鉱物粒子 / 大気汚染粒子 / 観測ネットワーク / 畳み込みニューラルネットワーク / 機械学習アルゴリズム / 濃度予測 / 大気エアロゾル粒子 / 越境輸送 / 黄砂 / 人為起源粒子
研究成果の概要

本研究により,越境輸送微粒子のイベントを判定および予測するために偏光OPCによるネットワークに新たな山岳域の観測地点を加え観測を継続した.組成別濃度推定手法の改良を行い,鉱物粒子と人為起源の二次生成粒子に多く含まれる潮解性粒子の粒径および質量濃度の推定精度が大幅に向上した.ディープラーニングを活用し,越境輸送イベントを判定できるモデルを構築した.予測に関しては,現状では十分に成果が得ることが出来ていないため,今後引き続きモデルの検討を実施する予定である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境基準に微小粒子状物質が加えられたことや報道により北京での高濃度の様子が伝えられることにより,広く社会に微粒子の健康影響が意識されるようになっている.このような状況で微粒子の関する観測ネットワークを維持し,そのデータを公開するだけではなく濃度予測にも活用を試みたことが社会的な意義が高い.また,特許を取得しているオリジナルの測定器による観測ネットワークは世界で唯一であり,学術的にも貴重なデータである.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synergistic effect of water-soluble species and relative humidity on morphological changes of aerosol particles in Beijing mega-city during severe pollution episodes2019

    • 著者名/発表者名
      Pan, X., Ge, B., Wang, Z., Tian, Y., Liu, H., Wei, L., Yue, S., Uno, I., Kobayashi, H., Nishizawa, T., Shimizu, A., Fu, P., Wang, Z.
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 19 号: 1 ページ: 219-232

    • DOI

      10.5194/acp-19-219-2019

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Variability of depolarization of aerosol particles in the megacity of Beijing: implications for the interaction between anthropogenic pollutants and mineral dust particles2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Tian, Xiaole Pan, Tomoaki Nishizawa, Hiroshi Kobayashi, Itsushi Uno, Xiquan Wang, Atsushi Shimizu, and Zifa Wang
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 18 号: 24 ページ: 18203-18217

    • DOI

      10.5194/acp-18-18203-2018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 山岳域における偏光OPCによる大気エアロゾル観測2021

    • 著者名/発表者名
      小林 拓
    • 学会等名
      東京理科大学総合研究院大気科学研究部門第5回成果報告会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 衛星データと山岳観測拠点での連続測定を組み合わせた自由対流圏中黄砂の動態解析2019

    • 著者名/発表者名
      石井雄太
    • 学会等名
      第5回山岳科学学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏光光散乱式粒子計測器を用いた組成別エアロゾル質量濃度推定法の改良2018

    • 著者名/発表者名
      沖 由裕,石井雄太,小林 拓,白石浩一,林 政彦,鵜野 伊津志,西澤智明,清水 厚,杉本伸夫
    • 学会等名
      第35回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] POPCARN (POPC Aerosol monitoRing Network)

    • URL

      http://popcarn.yamanashi.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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