統合粒子モデル開発による水物質を介した気象変化と環境汚染の相乗効果の解明

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H01155
• 研究機関: 気象庁気象研究所
• 研究代表者: 梶野 瑞王 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (00447939)
• 研究分担者: 堅田 元喜 茨城大学, 地球・地域環境共創機構, 特命研究員 (00391251) ; 日下 博幸 筑波大学, 計算科学研究センター, 教授 (10371478) ; 橋本 明弘 気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (20462525) ; 西田 豪 日本大学, 工学部, 准教授 (80435669) ; Doan QuangVan 筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (80869264) ; 関山 剛 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (90354498)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: エアロゾル雲降水相互作用 / エアロゾル放射相互作用 / 気象化学モデル開発 / 都市モデル開発 / 森林モデル開発 / アンサンブル解析 / データ同化 / 機械学習

研究実績の概要

統合粒子モデルを開発した。統合粒子モデルにおいては、ガス・エアロゾル・降水粒子の化学・物理過程を陽に取り扱う定式化を実施して、主に気象研・橋本（分担）と共同で、エアロゾルの雲凝結核活性、氷晶核活性を定式化し、またエアロゾルと短波・長波放射との相互作用を考慮した。そして、西日本豪雨、首都圏の短時間豪雨、ニューデリーの大気汚染におけるエアロゾルフィードバックの影響を評価した研究をとりまとめ、査読付き原著論文として投稿中である。また、モデル開発と予測精度向上に関連した論文を共著も含めてAtmos. Environ.誌、J. Geophys. Res.誌などに発表した。
筑波大・日下（分担）と共同で、筑波山山頂観測所におけるエアロゾル・雲相互作用に関する物理観測を継続した。また日大・西田（分担）と共に郡山市において同様の観測を継続した。この成果は現在査読付き原著論文として投稿準備中である。筑波大・ドアン（分担）は、日下、梶野と共同で、疑似温暖化実験により首都圏の降水の将来変化研究をまとめてJ. Geophys. Res.誌に発表した。茨城大・堅田（分担）と共同で、森林キャノピー内でのガス・エアロゾル平衡の変化に伴う物質の乾性沈着速度変化に予測するモデルを開発した。気象研・関山（分担）と共同で、気象場と大気濃度場の同時同化に関する研究を統計数理誌に発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Improvement in Dust Storm Simulation by Considering Stone Coverage Effects for Stony Deserts in East Asia (2023)
  • 著者名/発表者名: Sekiyama T. T.、Kurosaki Y.、Kajino M.、Ishizuka M.、Buyantogtokh B.、Wu J.、Maki T.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 128 ページ: n.a.
  • DOI: 10.1029/2022JD037295
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Review: Exchanges of O<sub>3</sub>, NO, and NO<sub>2</sub> between forest ecosystems and the atmosphere (2023)
  • 著者名/発表者名: WADA Ryuichi、YONEMURA Seiichiro、TANI Akira、KAJINO Mizuo
  • 雑誌名: Journal of Agricultural Meteorology 巻: 79 ページ: 38～48
  • DOI: 10.2480/agrmet.D-22-00023
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Radio-tellurium released into the environment during the complete oxidation of fuel cladding, containment venting and reactor building failure of the Fukushima accident (2023)
  • 著者名/発表者名: Hidaka Akihide、Kawashima Shigeto、Kajino Mizuo
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Science and Technology 巻: t.b.d. ページ: 1～16
  • DOI: 10.1080/00223131.2022.2142311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessing oxidative stress induction ability and oxidative potential of PM2.5 in cities in eastern and western Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujitani Yuji、Furuyama Akiko、Hayashi Masahiko、Hagino Hiroyuki、Kajino Mizuo
  • 雑誌名: Chemosphere 巻: 324 ページ: 138308～138308
  • DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.138308
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vertical distribution of airborne microorganisms over forest environments: A potential source of ice-nucleating bioaerosols (2023)
  • 著者名/発表者名: Maki Teruya、Hosaka Kentaro、Lee Kevin C.、Kawabata Yasuhiro、Kajino Mizuo、Uto Maoto、Kita Kazuyuki、Igarashi Yasuhito
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 302 ページ: 119726～119726
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2023.119726
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interannual Variability of Dust Deposition in Japan during Spring Season and Related Atmospheric Circulation Fields (2023)
  • 著者名/発表者名: KURAMOCHI Masaya、KAJINO Mizuo、UEDA Hiroaki
  • 雑誌名: Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II 巻: t.b.d. ページ: t.b.d.
  • DOI: 10.2151/jmsj.2023-016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Potential Impacts of Energy and Vehicle Transformation through 2050 on the Atmospheric Environment of Japan: focus on PM2.5 Metals and Aerosol Acidity inducing Respiratory Inflammation (2023)
  • 著者名/発表者名: Kayaba Satoko、Kajino Mizuo
  • 雑誌名: ESSOAr 巻: n.a. ページ: n.a.
  • DOI: 10.22541/essoar.167591099.90276751/v1
• [雑誌論文] 大気汚染物質が都市域豪雨の雲微物理過程と化学過程に及ぼす影響に関する数値実験とその検証 (2023)
  • 著者名/発表者名: 梶川友貴、梶野瑞王
  • 雑誌名: 第1回都市極端気象シンポジウム（第18回台風研究会）報告書 巻: n.a. ページ: 56-67
• [雑誌論文] マイクロプラスチックの3次元モデル予測に向けて (2023)
  • 著者名/発表者名: 梶野瑞王，足立光司，大河内博，石原康宏，茅場聡子，阪口悠宇
  • 雑誌名: 大気環境学会誌 巻: 58 ページ: A44-A48
• [雑誌論文] Quantitative influences of interannual variations in meteorological factors on surface ozone concentration in the hot summer of 2018 in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Kajino Mizuo、Kamada Akane、Tanji Natsumi、Kuramochi Masaya、Deushi Makoto、Maki Takashi
  • 雑誌名: Atmospheric Environment: X 巻: 16 ページ: 100191～100191
  • DOI: 10.1016/j.aeaoa.2022.100191
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] アンサンブルカルマンフィルタにおける変数局所化を利用した気象場と大気濃度場の同時データ同化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 関山剛、梶野瑞王
  • 雑誌名: 統計数理 巻: 70 ページ: 165-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Statistical Evaluation of the Temperature Forecast Error in the Lower‐Level Troposphere on Short‐Range Timescales Induced by Aerosol Variability (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamagami A.、Kajino M.、Maki T.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 127 ページ: n.a.
  • DOI: 10.1029/2022JD036595
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identifying a New Normal in Extreme Precipitation at a City Scale Under Warmer Climate Regimes: A Case Study of the Tokyo Metropolitan Area, Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Doan Quang‐Van、Chen Fei、Kusaka Hiroyuki、Wang Jie、Kajino Mizuo、Takemi Tetsuya
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 127 ページ: n.a.
  • DOI: 10.1029/2022JD036810
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Impacts on air dose rates after the Fukushima accident over the North Pacific from 19 March 2011 to 2 September 2015 (2022)
  • 著者名/発表者名: Wang Kuo-Ying、Nedelec Philippe、Clark Hannah、Harris Neil、Kajino Mizuo、Igarashi Yasuhito
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 17 ページ: n.a.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0272937
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of aerosol particles containing trace elements (Ga, As, Rb, Mo, Cd, Cs, Tl, and others) and their atmospheric concentrations with a high temporal resolution (2022)
  • 著者名/発表者名: Kinase Takeshi、Adachi Kouji、Hayashi Masahiko、Hara Keiichiro、Nishiguchi Kohei、Kajino Mizuo
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 290 ページ: 119360～119360
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2022.119360
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changes in Dust Emissions in the Gobi Desert due to Global Warming Using MRI-ESM2.0 (2022)
  • 著者名/発表者名: Maki Takashi、Tanaka Taichu Y.、Koshiro Tsuyoshi、Shimizu Atsushi、Sekiyama Tsuyoshi T.、Kajino Mizuo、Kurosaki Yasunori、Okuro Toshiya、Oshima Naga
  • 雑誌名: SOLA 巻: 18 ページ: 218～224
  • DOI: 10.2151/sola.2022-035
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of battery electric vehicle penetration and corresponding changes in upstream processes on summer O3 concentrations in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Kayaba Satoko、Kajino Mizuo
  • 雑誌名: ESSOAr 巻: n.a. ページ: n.a.
  • DOI: 10.1002/essoar.10512177.1
• [雑誌論文] Spatiotemporal variations in summertime Arctic aerosol optical depth caused by synoptic-scale atmospheric circulation in three reanalyses (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamagami Akio、Kajino Mizuo、Maki Takashi、Toyoda Takahiro
  • 雑誌名: ESSOAr 巻: n.a. ページ: n.a.
  • DOI: 10.1002/essoar.10512833.1
• [備考] 気象庁 気象研究所 研究者一覧
  • URL: https://www.mri-jma.go.jp/Member/researcher.html
• [備考] 筑波大学 日下博幸研究室
  • URL: http://www.geoenv.tsukuba.ac.jp/~kusakaken/
• [備考] DOAN Quang Van's home page
  • URL: https://sites.google.com/view/doanquangvan/home
• [備考] キヤノングローバル戦略研究所 研究者紹介 堅田元喜
  • URL: https://cigs.canon/fellows/1560d9607c71b189fa7fe055c7b8e66d1ed82b6b.html
• [備考] 日本大学 工学部 電気電子工学科 教員紹介
  • URL: https://kenkyu-web.cin.nihon-u.ac.jp/Profiles/130/0012915/profile.html