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光化学オキシダント感度レジーム指標に対する大気質モデルの妥当性評価

研究課題

研究課題/領域番号 21H03616
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63040:環境影響評価関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

速水 洋  早稲田大学, 理工学術院, 教授(任期付) (70371359)

研究分担者 大河内 博  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00241117)
渡辺 幸一  富山県立大学, 工学部, 教授 (70352789)
和田 龍一  帝京科学大学, 生命環境学部, 教授 (90566803)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2022年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード光化学オキシダント / 感度レジーム / 過酸化物 / 総反応生窒素酸化物 / 関東地域 / 数値シミュレーション / 総反応性窒素酸化物 / オゾン / NOy / 関東
研究開始時の研究の概要

光化学オキシダント対策の検討は,原因物質の排出量削減に対する光化学オキシダント濃度の変化(感度)に基づいて行われる。この感度は数値モデルのシミュレーション計算により求めるが,数値シミュレーションの妥当性はオキシダント濃度について確認されるものの,感度についての妥当性はよくわかっていない。そこで本研究は,光化学オキシダント濃度の高い夏の関東地域において大気中での光化学オキシダントの生成に係わる窒素化合物や過酸化物の濃度を測定し,その結果から感度を示す各種指標を求め,それに対する数値シミュレーションの妥当性を評価する。

研究成果の概要

環境基準達成率がきわめて低い光化学オキシダントの対策において,原因物質の排出量削減と大気濃度は数値モデルで関係づけられる。このとき,モデルはオゾン濃度とともに感度(原因物質排出量に対するオゾン濃度の変化)について妥当であることが求められる。本研究では,この感度を表す指標を構成する成分を夏の関東地方の2地点において実測した。その結果,各種指標はオゾン濃度が約80 ppbを超える有効となり,新宿は揮発性有機化合物が,加須は窒素酸化物がオゾン生成に強く影響することがわかった。また,どちらが強く影響したかは,過酸化水素と硝酸の濃度比により見分けられることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光化学オキシダントの環境基準達成率はほぼゼロであり,高濃度対策は喫緊の課題とされている。しかしながら,対策の検討に必要な数値モデルは実際の濃度を十分な精度で再現できないのが現状である。対策の方向性を示すには,原因物質である不揮発性有機化合物と窒素酸化物の排出量をどのように削減していくかが重要である。そのため数値モデルは原因物質排出量の削減による大気中オゾン濃度の変化率(=感度)を間違えてはならない。本研究は,そのための検証データを提供するとともに,感度を表す指標に対するモデルの妥当性を評価したものであり,光化学オキシダント対策の検討において重要な知見を提供した。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Atmospheric Observations over Central Japan Using a Helicopter: Measurements of Hydrogen Peroxide and Formaldehyde2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, K., Jin, M.J., Song, X.J., Yang, L., Genmoto, K., Ichikawa, Y., Nagahori, Y., Chimura, K., Nagamura, H,
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 24 号: 2 ページ: 230232-230232

    • DOI

      10.4209/aaqr.230232

    • 関連する報告書
      2023 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] Semi-Continuous Measurements of Sulfate in Fine Particles in Central Japan: On High Concentration Events and Comparison with Measurement Concentrations by a Commercial Sulfate Monitor2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, K., Yamazaki, N., Takeuchi, M., Matsubara, H., Fukai, K.
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 20 号: 0 ページ: 39-46

    • DOI

      10.2151/sola.2024-006

    • ISSN
      1349-6476
    • 関連する報告書
      2023 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] Recent Characteristics of Fog Water Chemistry at Mt. Tateyama, Central Japan: Recovery from High Sulfate and Acidity2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Koichi, Ji Jiujiu, Harada Hideyuki, Sunada Yutaro, Honoki Hideharu
    • 雑誌名

      Water, Air, & Soil Pollution

      巻: 233 号: 8 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1007/s11270-022-05778-4

    • 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] Continuous Measurements of Microbial Particles in Central Japan Using a Real Time Viable Particle Counter2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, K, Satoh, H. and Maki, T.
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 18 号: 0 ページ: 104-109

    • DOI

      10.2151/sola.2022-017

    • ISSN
      1349-6476
    • 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
  • [学会発表] Measurements of Hydrogen Peroxide and Formaldehyde Concentrations Over Central Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K,Yang L,Nakamura S,Nagamura H,Chimura K,Chatani ,Mitsutsuji ,Nakanishi A,Maki C
    • 学会等名
      10th International Conference on Acid Deposition
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 富山県上空における過酸化物およびアルデヒド類の測定2023

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,茶谷通世,三辻奈波,赤堀泰晟,鍛治柊兵,樋掛辰真
    • 学会等名
      第64回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 北陸地方および首都圏における大気中の過酸化水素濃度の測定2023

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,三辻奈波,茶谷通世,赤堀泰晟,鍛治柊兵,髙橋立,篠原和将,篠崎大樹,大河内博,速水洋,米持真一
    • 学会等名
      日本地球化学会第70回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヘリコプターを利用した富山県上空における過酸化水素およびホルムアルデヒド濃度の測定2023

    • 著者名/発表者名
      赤堀泰晟,鍛治柊兵,樋掛辰真,三辻奈波,茶谷通世,牧ちさと,中西彩水,和佐田有希,渡辺幸一
    • 学会等名
      日本地球化学会第70回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 富士山太郎坊における越境汚染の通年観測手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤颯人,和田龍一,定永靖宗,加藤俊吾,大河内博,三浦和彦,小林拓,皆巳幸也,鴨川仁,松見豊,梶野瑞王,松本淳,米村正一郎,速水洋,畠山史郎
    • 学会等名
      第64回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 関東地域におけるオゾン生成感度レジーム指標のモデル再現性評価2023

    • 著者名/発表者名
      速水洋,大河内博,和田龍一,渡辺幸一,米持真一
    • 学会等名
      第64回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リアルタイム浮遊菌カウンタによる微生物粒子の計測 -一般大気中および林内における観測-;2023

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,牧輝弥,保坂健太郎,北和之
    • 学会等名
      第14回大気バイオエアロゾルシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 立山における霧水、降水、積雪中の化学成分に関する調査報告2023

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一
    • 学会等名
      中部山岳国立公園における生物多様性保全に向けた気候変動等への適応に関するコンソーシアム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヘリコプターを利用した上空大気観測ー光化学オキシダント関連物質の測定ー2023

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一
    • 学会等名
      第12回無人航空機の活用による極地観測の展開
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 富士山太郎坊における越境汚染の通年観測手法の開発検討2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤颯人,和田龍一,定永靖宗,加藤俊吾,大河内博,三浦和彦,小林拓,皆巳幸也,鴨川仁,松本淳,米村正一郎,松見豊,梶野瑞王,速水洋,畠山史郎
    • 学会等名
      第16回富士山成果報告会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 北陸地方における上空大気中の過酸化水素およびホルムアルデヒド濃度の測定(Ⅲ)2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,長村遥,千村勘二,茶谷通世,三辻奈波,牧ちさと,中西彩水
    • 学会等名
      日本地球化学会第69回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 融雪期の山岳域における積雪中の化学成分の特徴2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,増田竜之,森藤孝太朗,中西彩水,牧ちさと,三辻奈波,茶谷通世
    • 学会等名
      日本地球化学会第69回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 富山県上空における過酸化水素およびホルムアルデヒド濃度の測定,2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,長村遥,茶谷通世,三辻奈波,牧ちさと,中西彩水,千村勘二
    • 学会等名
      第63回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 山岳域における霧水および積雪中の化学成分の特徴2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,中西彩水,牧ちさと,三辻奈波,茶谷通世,増田竜之,森藤孝太朗
    • 学会等名
      第63回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヘリコプターを利用した上空大気観測ー過酸化水素およびホルムアルデヒド濃度の測定を中心にー2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一
    • 学会等名
      第11回航空機観測セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 回転翼航空機を利用した上空の大気化学観測2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一
    • 学会等名
      2022年度「航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進」研究集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 富士山頂および富士山5合目太郎坊におけるNO、NO2、NOy濃度の同時計測2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤颯人,和田龍一,定永靖宗,加藤俊吾,大河内博,森樹大,三浦和彦,小林拓,鴨川仁,皆巳幸也,松見豊,梶野瑞王,松本淳,米村正一郎,速水洋,畠山史郎
    • 学会等名
      第63回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 首都圏小規模森林域における大気中揮発性有機化合物がPM2.5濃度に及ぼす影響(2)2022

    • 著者名/発表者名
      高橋立,大河内博,土屋裕,速水洋,宮崎あかね
    • 学会等名
      第30回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 関東地域におけるオゾン生成と感度レジーム指標の関係2022

    • 著者名/発表者名
      速水洋,大河内博,和田龍一,渡辺幸一,米持真一
    • 学会等名
      第63回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Measurements of hydrogen peroxide and formaldehyde concentrations over Toyama Prefecture in central Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K,Yang L.,Nakamura S.,Otani T.,Mori K.
    • 学会等名
      16th IGAC Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 2020年夏季の西之島噴火活動による北陸地方の大気環境への影響:上空のエアロゾル粒子および微量気体成分の計測2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,楊柳,中村賢,大谷拓也,森絢三朗,荒木幸洋,加藤咲
    • 学会等名
      日本気象学会2021年度春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 寒候期の富山県上空における過酸化水素およびホルムアルデヒド濃度の測定2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,楊柳,姫玖玖,中村賢,大谷拓也,森絢三朗
    • 学会等名
      2021年度北信越支部総会および研究発表会・製品発表検討会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 植物園林内におけるリアルタイム浮遊菌カウンタによる微生物粒子の計測2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,牧輝弥,保坂健太郎,北和之,五十嵐康人
    • 学会等名
      第38回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 北陸地方における上空大気中の過酸化水素およびホルムアルデヒド濃度の測定(Ⅱ)2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,楊柳,中村賢,大谷卓也,長村遥,増田竜之
    • 学会等名
      日本地球化学会第68回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 富山県上空における過酸化水素およびホルムアルデヒド濃度の測定2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,楊柳,姫玖玖,中村賢,大谷卓也,長村遥,増田竜之
    • 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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 富山県における地上および上空の過酸化水素とホルムアルデヒド濃度の測定(Ⅲ)2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,楊柳,姫玖玖,中村賢,大谷拓也,長村遥,増田竜之
    • 学会等名
      第62回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 立山における霧水・降水の化学成分の特徴:火山噴煙由来の影響について2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,森絢三郎,荒木幸洋,加藤咲
    • 学会等名
      第62回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヘリコプターを利用した富山県上空の過酸化水素およびホルムアルデヒド濃度の測定2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一,楊柳,中村賢,大谷卓也,長村遥,増田竜之,千村勘二,森藤孝太郎,中澤暦
    • 学会等名
      第26回大気化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヘリコプターを利用した富山県上空の大気観測ー微量気体成分とエアロゾル粒子個数濃度の測定ー2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸一
    • 学会等名
      2021年度「航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進」研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Long-term observation of acidic gases and aerosols in the upper atmospheric boundary layer and in the free troposphere on Mt. Fuji (5)2021

    • 著者名/発表者名
      Takamasa Yada,Hiroshi Okochi,Mitsuo Dairiki,Hiroshi Hayami,Naoya Katsumi,Yukiya Minami,Hiroshi Kobayashi,Kazuhiko Miura,Shungo Kato,Ryuichi Wada,Masaki Takeuchi,Kei Toda,Shinichi Yonemochi,Toyoaki Arai,Sota Fukushima,Yukiko Dokiya,Shiro Hatakeyama
    • 学会等名
      第29回環境化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 富士山体を利用した大気境界層上層および自由対流圏における酸性ガスおよびエアロゾルの長期観測(4)2021

    • 著者名/発表者名
      矢田崇将,大河内博,大力充雄,速水洋,勝見尚也,皆巳幸也,小林拓,三浦和彦,加藤俊吾,和田龍一,竹内政樹,戸田敬,米持真一,荒井豊明,福島颯太,土器屋由紀子,畠山史郎
    • 学会等名
      第62回大気環境学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 富士山南東麓森林域におけるNOx酸化物質(NOz)の特徴の解明2021

    • 著者名/発表者名
      和田龍一,定永靖宗,加藤俊吾,大河内博,森樹大,三浦和彦,小林拓,鴨川仁,皆巳幸也,松見豊,梶野瑞王,松本淳,米村正一郎,速水洋,土器屋由紀子,畠山史郎
    • 学会等名
      第62回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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