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高層ビル街の大気汚染物質立体計測のための高距離分解能ライダーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H04238
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63010:環境動態解析関連
研究機関京都大学

研究代表者

矢吹 正教  京都大学, 生存圏研究所, 特定研究員 (80390590)

研究分担者 三浦 和彦  特定非営利活動法人富士山測候所を活用する会(富士山環境研究センター), 第一研究部, シニアリサーチフェロー (00138968)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2019年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード車載ライダー / 高距離分解能 / 近傍計測 / アイセーフ / 都市大気 / 都市キャノピー / エアロゾル / 移動観測 / 大気汚染物質 / ライダー / 高距離分解能計測 / 街区スケール / 都市大気汚染
研究開始時の研究の概要

都市域における大気汚染物質の動態を建物~街区スケールで把握するため、数十センチメートル間隔で計測可能なライダーを開発する。このライダーの特徴は、高い距離分解能を有すること、検出器のダイナミックレンジの制約を受け難いこと、光軸調整に関わる不確実性が改善することである。高層ビル街に囲まれた都市キャノピー内外の大気汚染濃度を把握し、従来型の広域リモートセンシングと多点に展開する地上定点観測との空間ギャップを埋める。ライダー計測から得られる推定値の精度検証には、タワーや高層ビルをプラットフォームとした直接観測および屋上からの水平走査ライダー観測のデータを用いる。

研究成果の概要

高層ビルが並ぶ都市キャノピー周辺の汚染物質は、小さなスケール内でおこる輸送・拡散・変質過程により、局所的な高濃度域を含む複雑な濃度変動を示す。汚染物質の動態を建物~街区スケールで把握するため、近距離から数十センチメートル間隔で大気汚染物質の空間分布計測ができる高距離分解能ライダーを開発した。このライダーを用いた車載移動計測から、高層ビル街に囲まれた都市キャノピー内外の精緻な大気エアロゾル分布の立体構造を可視化し、交通量の少ない早朝に出現するビルの高さより低い高度内のエアロゾル多層構造や、東京湾から内陸に向かう道路上の境界層高度の特徴などを調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の都市大気環境問題は、広域汚染に加えて、住環境や健康被害を建物(~10 m)・街区(~100 m)スケールで考える環境影響評価が重要視されている。本研究課題で開発した前例のない高い時空間分解能での大気汚染物質分布を提供する技術は、大気汚染物質の予測精度向上のための評価や数値モデルへのデータ同化、都市大気環境の理解深化、それらの結果を反映した大気汚染対策や都市計画に貢献する。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Aerosol Spatial Distribution Observed by a Mobile Vehicle Lidar with Optics for Near Range Detection2023

    • 著者名/発表者名
      Yabuki, M., K. Miura, T. Mori, H. Hayami, and H. Kuze
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: -

    • 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] 夏季の富士山頂における粒子数濃度の経年変化2022

    • 著者名/発表者名
      五十嵐 博己, 森 樹大 , 三浦 和彦, 岩本 洋子, 大河内 博, 和田 龍一, 加藤 俊吾
    • 雑誌名

      エアロゾル研究

      巻: 37 号: 1 ページ: 36-44

    • DOI

      10.11203/jar.37.36

    • ISSN
      0912-2834, 1881-543X
    • 年月日
      2022-03-20
    • 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] 東京都心における大気エアロゾル粒子の変動2021

    • 著者名/発表者名
      三浦 和彦
    • 雑誌名

      大気化学研究

      巻: 45

    • 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
  • [雑誌論文] A Raman Lidar with a Deep Ultraviolet Laser for Continuous Water Vapor Profiling in the Atmospheric Boundary Layer2020

    • 著者名/発表者名
      Yabuki Masanori、Kawano Yuya、Tottori Yusaku、Tsukamoto Makoto、Takeuchi Eiji、Tsuda Toshitaka
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 237 ページ: 03001-03001

    • DOI

      10.1051/epjconf/202023703001

    • NAID

      120006950482

    • 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
  • [学会発表] Aerosol Spatial Distribution Observed by a Mobile Vehicle Lidar with Optics for Near Range Detection2022

    • 著者名/発表者名
      Yabuki, M., K. Miura, T. Mori, H. Hayami, and H. Kuze
    • 学会等名
      30th International Laser Radar Conference (ILRC-30)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A mobile vehicle lidar for observing aerosol spatial distributions with high-range resolutions2022

    • 著者名/発表者名
      Yabuki, M., K. MIURA, T. Mori, H. Hayami, and H. Kuze
    • 学会等名
      12th Asian Aerosol Conference (AAC) 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 車載ライダーによる都市大気境界層内のエアロゾル観測2022

    • 著者名/発表者名
      矢吹正教,三浦和彦,森樹大, 速水洋, 久世宏明
    • 学会等名
      第39回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 車載型ライダーによる地上付近のエアロゾル水平分布観測2021

    • 著者名/発表者名
      矢吹正教, 石井侑志, 三浦和彦
    • 学会等名
      第39回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 車載型ライダーによる地上付近のエアロゾル水平分布観測2021

    • 著者名/発表者名
      矢吹正教、石井侑志、三浦和彦
    • 学会等名
      第39回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 近距離計測に対応した車載型ライダーによる高層ビル街上空のエアロゾル立体分布計2020

    • 著者名/発表者名
      矢吹正教, 藤井一輝, 三浦和彦, 森樹大, 速水洋, 久世宏明, 齊藤保典
    • 学会等名
      第38回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大気エアロゾル立体観測のための車載ライダーの開発2020

    • 著者名/発表者名
      矢吹正教, 藤井一輝, 三浦和彦, 速水 洋
    • 学会等名
      第37回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 東京スカイツリーにおける新粒子生成及び粒子成長イベントの観測2020

    • 著者名/発表者名
      丑久保裕太,五十嵐博己,佐藤丈徳,森樹大,三浦和彦,三隅良平,宇治靖,速水洋
    • 学会等名
      日本大気電気学会第98回研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 近距離のエアロゾル分布計測に対応した高距離分解能ライダー2019

    • 著者名/発表者名
      矢吹正教, 北藤典也, 速水 洋
    • 学会等名
      第36回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of the cloud condensation nuclei measured in the Tokyo Skytree2019

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama M., A. Maeda, T. Sato, H. Igarashi, T. Mori, K. Miura, R. Misumi, Y. Uji, Y. Iwamoto, Y. Tobo, J. Uetake
    • 学会等名
      AAC 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2018-2019年の東京スカイツリーにおける雲凝結核の測定2019

    • 著者名/発表者名
      横山晶美, 三浦和彦, 森樹大, 三隅良平, 宇治靖, 岩本洋子
    • 学会等名
      第24回大気化学討論会
    • 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: 2024-01-30  

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