亜酸化窒素濃度分布を介した北極域オゾン層の長期変動に関する研究

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19340138
• 研究機関: 独立行政法人国立環境研究所
• 研究代表者: 秋吉 英治 独立行政法人国立環境研究所, 大気圏環境研究領域, 主任研究員 (80211697)
• 研究分担者: 杉田 考史 独立行政法人国立環境研究所, 大気圏環境研究領域, 主任研究員 (90312230)
• キーワード: N2O / オゾン / 成層圏 / 気候変動 / 化学気候モデル / 長期変動 / 化学 / 輸送

研究概要

今年度は、化学気候モデルの121年間(1980年～2100年)の計算結果に基づき、子午面循環とEP-fluxの年々変動を調べ、これらの量の、極渦崩壊時期の早い年と遅い年との対応、およびそれらの年の亜酸化窒素濃度との対応、さらに、オゾン濃度との対応を調べた。その結果、極渦崩壊時期の早い年は、対流圏から成層圏へ入るEP-fluxが大きく、それに伴って、子午面循環が強くなっていることがねかった。そして、下部成層圏の亜酸化窒素濃度は低くなり、オゾン濃度は高くなっていた。また、極渦崩壊時期の遅い年は、この逆の傾向があることがわかった。
次に、子午面循環の北極域の下降流の強さがある値以下で、下部成層圏の亜酸化窒素濃度がある値以上の年のみ(輸送の影響が小さい場合)、長期的に見るとハロゲン量の増加/減少に呼応したオゾン量の減少/増加が見られる、などといった北極域オゾン破壊の経年変動の分類化が可能かどうかに着目した解析を行った。これらの値に閾値をいくつか設けて、それらの閾値以上(以下)について、計算を行った120年を分類した。閾値の値によっては、ハロゲン量の増加/減少に呼応したオゾン量の減少/増加が見られる場合があることがわかった。今後この解析をさらに進めて解析の精度を上げ、亜酸化窒素濃度を指標にして北極域のオゾン量の年々変動の輸送による変動を取り除き、ハロゲンによるオゾン層破壊量の不確定性を縮小することができるかどうか、また、北極域のオゾン量変動の振幅が最近増加している事実を説明できるかどうかについて検討する。
関連研究として、化学気候モデルを用いた共同研究で、成層圏気温のトレンドに関する研究、成層圏オゾンの変動の対流圏気温変動への影響のメカニズムに関する研究、エルニーニョと北半球冬の気温およびオゾンとの相関の研究を行った。また、大気の子午面循環に関連して、SAGE観測データを使って成層圏エアロゾルの季節変動の研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Coupled chemistry climate model simulations of stratospheric temperatures and their trends for the recent past (2009)
  • 著者名/発表者名: Austin, J., R.J.Wilson, H.Akiyoshi, S.Bekki, N.Butchart, C.Claud, V.I.Fomichev, P.Forster R.R.Garcia, N.P.Gillett, P.Keckhut, U.Langematz, E.Manzini, T.Nagashima, W.J.Randel, E.Rozanov, K.Shibata, K.Shine, H.Struthers, D.W.J.Thompson, F.Wu, S.Yoden
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 36 ページ: L13809(1-5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of lower stratospheric ozone variation on tropospheric temperature and mean meridional circulation in the Northern Hemisphere summer (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., H.Akiyoshi, Y.Yamashita
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 36 ページ: L14701(1-5)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonal cycles of Stratospheric Aerosol and Gas Experiment II near-background aerosol in the lower stratosphere (2009)
  • 著者名/発表者名: Niwano, M., S.Hayashida, H.Akiyoshi, M.Takahashi
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 114 ページ: D14306(1-12)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Northern winter stratospheric temperature and ozone responses to ENSO inferred from an ensemble of Chemistry Climate Models (2009)
  • 著者名/発表者名: Cagnazzo, C., E.Manzini, N.Calvo, A.Douglass, H.Akiyoshi, S.Bekki, M.Chipperfield, M.Dameris, M.Deushi, A.Fischer, H.Garny, A.Gettelman, M.A.Giorgetta, D.Plummer, E.Rozanov, T.G.Shepherd, K.Shibata, A.Stenke, H.Struthers, W.Tian
  • 雑誌名: Atmos.Chem.Phys. 9 ページ: 8935-8948
  • 査読あり
• [学会発表] オゾンホールと南極渦崩壊時期 (2009)
  • 著者名/発表者名: 秋吉英治、L.B.Zhou、山下陽介、坂本圭、吉識宗佳、黒川純一、永島達也、高橋正明
  • 学会等名: 2009年度南極昭和基地大型大気レーダー計画(PANSY)研究集会
  • 発表場所: 国立極地研究所(立川市)
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] オゾンホールと南半球の波動活動との関係 (2009)
  • 著者名/発表者名: 秋吉英治、山下陽介、坂本圭、Zhou Libo、今村隆史
  • 学会等名: 日本気象学会
  • 発表場所: アクロス福岡(福岡市)
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] Ozone and halogen recovery times in the future stratosphere calculated by CCSR/NIES CCM under the CCMVal-REF2 scenario and a no-climate-chnage run (2009)
  • 著者名/発表者名: 秋吉英治, 山下陽介, 坂本圭, Zhou Libo, 今村隆史
  • 学会等名: IGAC-SPARC Joint Workshop
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2009-10-26
• [学会発表] CCSR/NIES化学気候モデルを用いたCCMVal-REF2シナリオ実験と気候固定実験における成層圏オゾンとハロゲン濃度の回復時期 (2009)
  • 著者名/発表者名: 秋吉英治、山下陽介、坂本圭、Zhou Libo、今村隆史
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: 幕張メッセ(千葉市)
  • 年月日: 2009-05-21