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東アジアにおける人為的なエアロゾル(大気中に浮遊する微粒子)の増大による、気候影響が強く懸念されている。本研究の目的は、三次元化学輸送領域モデルに放射収支の鍵となる炭素性エアロゾル(ブラックカーボンと有機エアロゾル)に関する新たなエアロゾル・放射特性表現を導入し、東アジアにおける各種エアロゾルの濃度とその放射効果(光学的厚みと単一散乱アルベド)の時空間変動を整合的に明らかとすることである。そして計算結果を観測により検証した上で、東アジアにおけるエアロゾルの直接放射効果について新たな評価を与えることである。
本研究は新しい数値モデルの研究と、モデル検証のための鍵となる観測研究より成り立つ。本年度は第一に、数値計算の検証・改良に必要となる境界層内および自由対流圏中のブラックカーボンなどの炭素性エアロゾル濃度を、航空機観測により測定した。これらの航空機観測と連動して、沖縄の辺戸岬観測所などでも観測を実施した。
本年度は第二に、これらの観測結果とモデルの計算結果とを比較検証した。本研究で実施された航空機観測との比較検証においては、境界層内の大気が自由対流圏に輸送される際の降水過程によりブラックカーボンなどのエアロゾルが湿性除去を受けたケースについて、本研究により改良された数値モデルが半定量的に説明可能であることが分ってきた。またエアロゾルの光学的厚みの時間変動の特徴は本研究で改良された数値モデルにより再現できる一方、絶対値についてはまだ不確定性が大きいことが示唆された。またエアロゾルの光吸収係数や単一散乱アルベドなどは、ブラックカーボンと他の散乱性エアロゾルとの混合状態が重要であることを、定量的に示した。これらの研究により、東アジアの炭素性エアロゾルの動態とその放射効果について、三次元化学輸送領域モデルにより解明が進んだ。
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