全球規模大気汚染が引き起こす雲の変化と気候変化に関する研究。

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04452070
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 中島 映至 東京大学, 気候システム研究センター, 助教授 (60124608)
• 研究分担者: 早坂 忠裕 東北大学, 理学部, 助手 (40202262) ; 中村 晃三 東京大学, 海洋研究所, 助手 (20143547) ; 林 祥介 東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (20180979) ; 住 明正 東京大学, 気候システム研究センター, 教授 (10179294)
• キーワード: 気候変動 / 大気汚染 / 雲 / エアロゾル / リモートセンシング / 大気放射

研究概要

◇本年度は前年度に開発したアルゴリズムを、実際のNOAA/AVHRR衛星データに適用した。
◇雲の変質事例を、中国大陸周辺、アメリカ大陸西岸海洋域、アマゾン域、アフリカ大陸の西岸海洋域で発見した。これらの例から次のことが言えた。エアロゾルを多く含む大陸起源の気団の影響を受けると、雲水量が大きく、粒径が小さくなる。一方、エアロゾルの少ない海洋性気団の中では、降雨による雲水の除去が重要で、粒径も大きくなる。
◇エアロゾル量を人工衛星データから抽出するアルゴリズムを開発した。その結果、湾岸戦争に記因する油井火災雲、ピナツボ火山起源エアロゾル、アマゾン域焼畑の煙、中国大陸周辺のエアロゾルを検出することができた。後者の2つの例では、エアロゾル量の増加が、確かに、雲粒径を小さくしていることが分かった。
◇熱収支モデルにより、大気汚染が増加して雲凝結核数が倍増した場合の、全球地表平均気温の変動を計算した。人工衛星から観測された雲-エアロゾル相互作用が雲量の1%に起こる場合、次のことが言える。海洋性の雲に変質が起こる場合、平均気温を0.6度減少させる。一方、大陸性の雲に変質が起こる場合、平均気温の変化は小さい。逆に、ススによる太陽光の吸収により、平均気温を増加させることも考えられる。
◇前年度から進めていた、雲の光学的特性を取り込んだ放射スキームの開発を終了した。その性能テストを気候システム研究センターの数値気候モデルによっておこなった。その結果、モデルの精度があがった。
◇前年度におこなった2次元ブシネスク流体で経験された振舞いを、より広範な熱源分布、並びに、散逸系数、すなわち、プランドル数、並びに、レイリー数に対して調べた。その結果、2次元系での振舞いが、3次元球殻系で表されることが分かった。

研究成果

• [文献書誌] Kaufman,Y.J.and T.Nakajima: "Effect of Amazon smoke on cloud microphysics and albedo." J.Appl.Meteor.32. 729-744 (1993)
• [文献書誌] 中島映至: "GMSを使ったリモートセンシングによる成層圏汚染の観測。" グロースベッター. 31. 14-22 (1993)
• [文献書誌] Spinhirne,J.D.,and T.Nakajima: "The glory of clouds in the near infrared." Applied Optics. 33(印刷中). (1994)
• [文献書誌] Nakajima,T.: "Passive remote sensing of cloud microphysics properties." Problems in Atmospheric Radiation,Eds.S.Keevallik and O.Karner,A.Deepak Publishing,565pp.52-56 (1993)
• [文献書誌] Nakajima,T.: "Study of climatic effects of cloud-aerosol interaction." Satellite Remote Sensing of the Oeanic Environment,I.S.F.Jones,Ed.,Seibutsu Kenkyusha CO.,Ltd.107-110 (1993)
• [文献書誌] Suzuki,T.,Tanaka,M.,and T.Nakajima: "The microphysical feedback of cirrus cloud in climate change." J.Meteor.Soc.Japan. 71. 701-713 (1993)