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極東域森林火災によるPM2.5時空間変動解明と予測手法開発及び人間圏への影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 19H01976
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分17030:地球人間圏科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

安成 哲平  北海道大学, 北極域研究センター, 准教授 (70506782)

研究分担者 松見 豊  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 名誉教授 (30209605)
内藤 大輔  京都大学, 農学研究科, 助教 (30616016)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード森林火災 / 大気汚染 / PM2.5 / シベリア / グリーンランド / 北極 / 地域研究 / 気候モデル / 極東 / 機械学習 / ロシア
研究開始時の研究の概要

シベリア域及び周辺域の極東域における森林火災とそれに伴う大気汚染(PM2.5)の時空間変動を小型PM2.5センサーの複数設置により現地観測から初めて明らかにする.また,衛星と現地観測を組み合わせた高精度のPM2.5時空間変動解析データの取得や,環境・気候データに機械学習を適応して現地観測によるPM2.5変動の予測を初めて試みる.更には,現地の地域住民に対して,本研究による解析・観測データなどを利用して,現地住民の火災とPM2.5に対する意識や理解度調査を行い,森林火災とその大気汚染情報に関するリテラシーの向上まで目的とした日本・ロシア・アメリカ参画による文理融合学際的研究プロジェクトである.

研究成果の概要

シベリア森林火災による大気汚染の複合的な知見を得るため、我々の研究グループで開発したPM2.5測定装置で大気質観測を行い、全球データ解析(NASAのMERRA-2再解析データの分析やデータ利用による機械学習予測、日本の気候モデルの数値実験結果のデータ分析)から、森林火災の予測可能性、モデルの観測データ再現性・改善可能性、大気汚染の健康・気候・経済までの包括的影響の議論を行った。ロシアでの観測・地域調査を予定したが、新型コロナ及びウクライナ侵攻で、ロシア国内の観測・地域調査は完全に不可能となったものの、グリーンランド北西部での代替観測が成功し、全球データ解析から上記の複合的知見を得ることできた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

温暖化が進行する中、近年森林火災の懸念が増える世の中で、シベリア森林火災の大気汚染による複合的な知見を観測から全球データ解析(モデリングを含む)を通じて得ることで、今後のシベリア森林火災による大気汚染の影響緩和やその対策について、検討を行うための基礎データを本研究課題の成果は提供することができる。残念ながら、ロシア現地でのPM2.5の観測と地域調査は新型コロナ蔓延とロシアによるウクライナ侵攻で不可能となったが、グリーンランドでの代替PM2.5観測による野外廃棄物焼却の影響や、気候モデルを使ったシベリア森林火災による大気汚染の包括的影響の成果など十分上記目的に役立てる基礎データを取得できた。

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 11件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (11件)

  • [国際共同研究] アメリカ航空宇宙局(NASA)(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ロシア科学アカデミー極東支部ハバロフスク連邦研究センター(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] 蔚山科学技術大学校(UNIST)(韓国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] アメリカ航空宇宙局(NASA)(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ロシア科学アカデミー・ハバロ フスク支部/北東連邦大学(NEFU)/北方圏生物問題研究所(IBPC)(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 蔚山科学技術大学校(UNIST)(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] アメリカ航空宇宙局(NASA)(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ロシア科学アカデミー・ハバロ フスク支部/北東連邦大学(NEFU)/北方圏生物問題研究所(IBPC)(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ロシア科学アカデミー・ハバロフスク支部/北東連邦大学(NEFU)/北方圏生物問題研究所(IBPC)(ロシア連邦)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] アメリカ航空宇宙局(NASA)(米国)

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      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 蔚山科学技術大学校(UNIST)(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Increased atmospheric PM2.5 events due to open waste burning in Qaanaaq, Greenland, summer of 20222024

    • 著者名/発表者名
      Yasunari, T. J., T. Kajikawa, Y. Matsumi , and K.-M. Kim
    • 雑誌名

      Atmospheric Science Letters

      巻: e1231 号: 7

    • DOI

      10.1002/asl.1231

    • 関連する報告書
      2022 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] Comprehensive Impact of Changing Siberian Wildfire Severities on Air Quality, Climate, and Economy: MIROC5 Global Climate Model’s Sensitivity Assessments2024

    • 著者名/発表者名
      Yasunari, T. J., D. Narita, T. Takemura, S. Wakabayashi, and A. Takeshima
    • 雑誌名

      Earth's Future

      巻: 12 号: 4

    • DOI

      10.1029/2023ef004129

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Permafrost Wetlands Are Sources of Dissolved Iron and Dissolved Organic Carbon to the Amur-Mid Rivers in Summer2023

    • 著者名/発表者名
      Tashiro, Y., Yoh, M., Shesterkin, V.P., Shiraiwa, T., Onishi, T., Naito, D.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Biogeosciences

      巻: 128 号: 9

    • DOI

      10.1029/2023jg007481

    • 関連する報告書
      2022 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] Developing an insulation box with automatic temperature control for PM2.5 measurements in cold regions2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Teppei J.、Wakabayashi Shigeto、Matsumi Yutaka、Matoba Sumito
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Management

      巻: 311 ページ: 114784-114784

    • DOI

      10.1016/j.jenvman.2022.114784

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relationship between circum-Arctic atmospheric wave patterns and large-scale wildfires in boreal summer2021

    • 著者名/発表者名
      Yasunari. JT H. Nakamura, KM Kim, N. Choi, MI Lee, Y. Tachibana AMD Silva
    • 雑誌名

      Environmental Research Letters

      巻: 16 号: 6 ページ: 064009-064009

    • DOI

      10.1088/1748-9326/abf7ef

    • 関連する報告書
      2020 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] Weather conditions and warm air masses during active fire-periods in boreal forests2019

    • 著者名/発表者名
      Hayasaka Hiroshi、Yamazaki Koji、Naito Daisuke
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: 22 ページ: 100472-100472

    • DOI

      10.1016/j.polar.2019.07.002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The exposure of children to PM2.5 and dust in indoor and outdoor school classrooms in Kuala Lumpur City Centre2019

    • 著者名/発表者名
      Othman Murnira、Latif Mohd Talib、Matsumi Yutaka
    • 雑誌名

      Ecotoxicology and Environmental Safety

      巻: 170 ページ: 739-749

    • DOI

      10.1016/j.ecoenv.2018.12.042

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] How much does the increased Siberian wildfire impact air quality, human health, and the economy?2023

    • 著者名/発表者名
      Yasunari, T. J., D. Narita, T. Takemura, S. Wakabayashi, and A. Takeshima
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MIROC5 sensitivity experiments on increasing Siberian wildfires. Part I: impacts on aerosols, air quality, and climate2023

    • 著者名/発表者名
      安成哲平, 成田大樹, 竹村俊彦, 若林成人, 竹島滉
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Tackling measurements and assessments of the air quality affected by transboundary air pollution transport to Hokkaido2023

    • 著者名/発表者名
      Yasunari, T. J.
    • 学会等名
      HAI-FES International Workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Preliminary results of the atmospheric particulate matter variations in the summer of 2022 in Qaanaaq, Greenland2023

    • 著者名/発表者名
      Teppei J. Yasunari, Tomoki Kajikawa, Yutaka Matsumi
    • 学会等名
      ISAR-7 (Seventh International Symposium on Arctic Research)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of the PM2.5 measurement system for cold regions for the Cryosphere and PM2.5 observations with the system in Alaska and Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunari, T. J., S. Wakabayashi, Y. Matsumi, S. Matoba, T. Watanabe, F. Takahashi, S.-I. Saitoh, S. Ishida, and S. Nakai
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 寒冷地仕様PM2.5測定装置の国内展開と防水強化版の開発2022

    • 著者名/発表者名
      安成哲平, 渡邉達博, 松見豊, 高橋文宏, 齊藤誠一, 石田祐宣, 中井専人
    • 学会等名
      日本気象学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Tackling air pollution (particulate matter) measurements in any frigid regions in the world2022

    • 著者名/発表者名
      Teppei J. Yasunari, Shigeto Wakabayashi, Yutaka Matsumi, Sumito Matoba, Tatsuhiro Watanabe, Fumihiro Takahashi, Sei-Ichi Saitoh, Sachinobu Ishida, Sento Nakai
    • 学会等名
      The 3rd Japanese-American-German Frontiers of Science (JAGFoS) Symposium (with only invited attendees)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a portable PM2.5 measurement system for cold regions and its deployment from the Hokuriku region to Northern Japan2022

    • 著者名/発表者名
      安成哲平, 若林成人, 松見豊, 的場澄人, 高橋文宏, 齊藤誠一, 石田祐宣, 中井専人
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Machine learning prediction of wildfire over the Republic of Sakha, Russia2021

    • 著者名/発表者名
      安成哲平, 瀧川一学, Kyu-Myong Kim, 竹島滉
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 寒冷地対応型小型ポータブルPM2.5測定装置の開発 -冬季札幌観測,夏季アラスカ森林火災事例,函館黄砂事例の紹介-2021

    • 著者名/発表者名
      安成哲平, 若林成人, 松見豊, 的場澄人
    • 学会等名
      雪氷研究大会 (2021・千葉 - オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The impacts of the newly found circum-Arctic wave (CAW) pattern on summer heatwaves and wildfires in recent years and the year 20212021

    • 著者名/発表者名
      Teppei J. Yasunari, Hisashi Nakamura, Kyu-Myong Kim, Nakbin Choi, Myong-In Lee, Yoshihiro Tachibana, Arlindo daSilva
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impacts of increased Siberian wildfire on air quality, climate, and economy, assessed with MIROC/SPRINTARS sensitivity experiments2020

    • 著者名/発表者名
      Teppei J. Yasunari, Shigeto Wakabayashi, Toshihiko Takemura, Daiju Narita
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020: Virtual
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A recent summer wave pattern in the Arctic explains co-occurrences of European heat waves, and wildfires in Siberia, Alaska, and Canada2020

    • 著者名/発表者名
      Teppei J. Yasunari, Kyu-Myong Kim, Hisashi Nakamura, Nakbin Choi, Myong-In Lee, Yoshihiro Tachibana, Yutaka Matsumi, Shigeto Wakabayashi, Arlindo M da Silva
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020: Virtual
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 寒冷地対応型ポータブルPM2.5 測定システムの開発と性能評価及び利用希望者への情報提供2020

    • 著者名/発表者名
      安成哲平, 若林成人, 松見豊, 的場澄人
    • 学会等名
      気象学会2020年度秋季大会(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Siberian Wildfire Impacts on Air Pollution and Climate under the Present and Future Climate Conditions with MIROC/SPRINTARS AOGCM Experiments2019

    • 著者名/発表者名
      Yasunari, T. J., T. Takemura, and K.-M. Kim
    • 学会等名
      The 27th IUGG General Assembly, Montreal
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wildfire and its air pollution: Importance of their assessment and better prediction2019

    • 著者名/発表者名
      Yasunari, T. J, K.-M. Kim, Y. Matsumi, I. Takigawa, and A. M. da Silva
    • 学会等名
      The 2nd Japan-American-German Frontiers of Science (JAGFoS) Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wildfire smoke transport to Hokkaido, and our portable PM2.5 sensor system for cold regions2019

    • 著者名/発表者名
      Yasunari, T. J., Y. Matsumi, S. Wakabayashi, K.-M. Kim, B. N. Holben, A. Shimizu, A. M. da Silva, and S. Matoba
    • 学会等名
      Chozen International Symposium on Transboundary Pollution at North-South Transect at Marginal Sea in western Pacific Ocean
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 東ユーラシアの5つの領域における機械学習を使った森林火災と大気汚染の予測(Prediction of wildfire and air pollution with machine learning over the five domains of Eastern Eurasia)2019

    • 著者名/発表者名
      安成哲平, 瀧川一学, Kim Kyu-Myong, da Silva Arlindo
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 北極域の研究―その現状と将来構想2024

    • 著者名/発表者名
      北極環境研究コンソーシアム長期構想編集委員会 編(第1章自然科学 1-1-3物質循環《トピック-2》執筆担当: 安成哲平)
    • 総ページ数
      480
    • 出版者
      海文堂出版株式会社
    • ISBN
      9784303562304
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] グリーンランド北西部で野外廃棄物焼却時のPM2.5を観測

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/2024/03/pm25-1.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Research Press Release by Hokkaido University

    • URL

      https://www.global.hokudai.ac.jp/blog/open-waste-burning-linked-to-air-pollution-in-northwestern-greenland/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Digital Eye: Disappearing Forests (NHK WORLD配信)

    • URL

      https://www3.nhk.or.jp/nhkworld/en/shows/3025059/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Asia Research News(備考欄に記載)

    • URL

      https://www.asiaresearchnews.com/content/atmospheric-link-between-northern-wildfires-and-heatwaves

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 極寒の地域でも使用可能なPM2.5測定用の自動温度制御断熱ボックスを開発(備考欄に記載)

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/2022/03/pm25pm25.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 極寒の地域でも使用可能なPM2.5測定用の自動温度制御断熱ボックスを開発(備考欄に記載)

    • URL

      https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2022/03/pm25-pm25.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] NASAで研究!積雪汚染が気候に与える影響をNASAの全球数値モデルを使って突き止めた!

    • URL

      https://www.sekaiwokaeyo.com/wakate/w2069/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 北極域の森林火災と西欧熱波を同時誘発させうる気候パターンを初めて特定(以下に詳細記載)

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/2021/05/post-843.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] Research Press Release (英語版; 以下に詳細記載)

    • URL

      https://www.global.hokudai.ac.jp/blog/newly-identified-atmospheric-circulation-enhances-heatwaves-and-wildfires-around-the-arctic/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] シベリア森林火災とその大気汚染-予測のための要因分析と影響評価-(安成 哲平)

    • URL

      https://www.jsps.go.jp/file/storage/grants/j-grantsinaid/37_topics/data/00042-10101-70506782.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] JSPS科研費研究成果トピックス:シベリア森林火災とその大気汚染-予測のための要因分析と影響評価-

    • URL

      https://www.jsps.go.jp/j-grantsinaid/37_topics/data/00042-10101-70506782.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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