超伝導サブミリ波リム放射サウンダ衛星観測データの精緻化による中層大気科学の推進

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25281006
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 塩谷 雅人 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (50192604)
• 研究分担者: 鈴木 睦 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 研究員 (60142098) ; 秋吉 英治 国立研究開発法人国立環境研究所, その他部局等, 研究員 (80211697) ; 尾関 博之 東邦大学, 理学部, 教授 (70260031) ; 眞子 直弘 千葉大学, 環境リモートセンシング研究セン, 助教 (00644618) ; 今井 弘二 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 研究員 (50711230)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 環境計測 / 衛星観測 / 中層大気 / 大気微量成分 / 物質循環

研究実績の概要

SMILES(超伝導サブミリ波リム放射サウンダ)は，2009年10月から約半年間ではあったが中層大気の超高感度観測を行った．この研究課題では，SMILESから得られた高精度データに基づいてオゾン変動の要因を明らかにし，地球大気質変動をもたらす化学プロセスの解明を目指した．さらに微量成分分布を導出する際に問題となる不確定要素を吟味し，より信頼性の高い観測データを得ることを目的とした．
高精度観測を行ったSMILESならではの事例研究として，2010年1月15日に起こった部分日食時に，SMILESは中間圏のオゾン量が増加する様子を見事に捉えた．ボックスモデルを用いた解析から，このイベントはオゾン光化学の基本メカニズムを理解する上でよい例となっていることが明らかになった(Imai et al., 2014)．
モデルを用いた検証あるいは現象の理解という観点から，2010年1月に起こった成層圏突然昇温時のSMILESによる北半球中高緯度下部成層圏の大気微量成分濃度の観測値と化学輸送モデルの計算値との比較を行った．モデルは突然昇温時のオゾンやHCl, ClO濃度分布の急激な変化をよく再現しているが，極渦内下部成層圏のClO濃度は，SMILESによる観測値と比較すると30%程度低いことが分かった(Akiyoshi et al., 2016)．
データ導出にあたっては分子スペクトル線の詳細な理解が必要である．ここでは亜酸化窒素のサブミリ波帯純回転スペクトルの精密測定を行い，モデル関数の適合性を検証した．従来のVoigt型関数に比べて，分子の衝突緩和の非線形効果を取り入れたGalatry型ないしは速度依存Voigt型関数はより精度よく残差を押さえ込めることが分かった．さらにGalatry型は高圧でモデル自体が破たんするため，亜酸化窒素のスペクトル線形状モデルとしては速度依存型Voigt関数が最も適していることが分かった．

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] 大気科学研究センター/ニューヨーク大学/NASAゴダード航空宇宙センター(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: 大気科学研究センター/ニューヨーク大学/NASAゴダード航空宇宙センター
• [国際共同研究] 国立気象研究センター/リール第一大学(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: 国立気象研究センター/リール第一大学
• [国際共同研究] ベルリン自由大学/ライプニッツ対流圏研究所(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: ベルリン自由大学/ライプニッツ対流圏研究所
• [国際共同研究] 国立水・大気研究所(ニュージーランド)
  • 国名: ニュージーランド
  • 外国機関名: 国立水・大気研究所
• [雑誌論文] A nudged chemistry-climate model simulation of chemical constituent distribution at northern high-latitude stratosphere observed by SMILES and MLS during the 2009/2010 stratospheric sudden warming (2016)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi, H., T. Nakamura, T. Miyasaka, M. Shiotani, and M. Suzuki
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 121 ページ: 1361-1380
  • DOI: 10.1002/2015JD023334
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Is the Brewer-Dobson circulation increasing, or moving upward? (2016)
  • 著者名/発表者名: Oberlaender-Hayn, S., E. P. Gerber, J. Abalichin, H. Akiyoshi, A. Kerschbaumer, A. Kubin, M. Kunze, U. Langematz, S. Meul, M. Michou, O. Morgenstern, and L. D. Oman
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 43 ページ: 1772-1779
  • DOI: 10.1002/2015GL067545
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nitrosyl Iodide, INO: A combined ab initio and high-resolution spectroscopic study (2016)
  • 著者名/発表者名: Bailleux, S., D. Duflot, S. Aiba, S. Nakahama, and H. Ozeki
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 650 ページ: 73-75
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2016.02.069
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SMILES observations of mesospheric ozone during the solar eclipse (2015)
  • 著者名/発表者名: Imai, K., T. Imamura, K. Takahashi, H. Akiyoshi, Y. Yamashita, M. Suzuki, K. Ebisawa, and M. Shiotani
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 42 ページ: 3576-3582
  • DOI: 10.1002/2015GL063323
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Zonally uniform tidal oscillations in the tropical stratosphere (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakazaki, T., T. Sasaki, M. Shiotani, Y. Tomikawa, and D. Kinnison
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 42 ページ: 9553-9560
  • DOI: 10.1002/2015GL066054
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] 中層大気力学-化学のための地球観測衛星 - SMILES-2 の検討状況 - (2016)
  • 著者名/発表者名: 塩谷雅人, 鈴木睦, 落合 啓, 鵜澤佳徳, 西堀俊幸, P. Baron, 今井弘二, 眞子直弘, 坂崎貴俊, 水野亮, 真鍋武嗣
  • 学会等名: 第29回大気圏シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 (相模原市)
  • 年月日: 2016-03-07 – 2016-03-08
• [学会発表] 太陽系地球型惑星大気の1.9THz 帯放射輸送シミュレーション -SMILES-2 衛星の利用を見据えて- (2016)
  • 著者名/発表者名: 西田侑治, 齋藤滉介, 森前和宣, 前澤裕之, 佐川英夫, 鈴木睦, 塩谷雅人
  • 学会等名: 第29回大気圏シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 (相模原市)
  • 年月日: 2016-03-07 – 2016-03-08
• [学会発表] Response of sea surface temperature to climate change and its influence on the wintertime polar vortex in CMIP5 and chemistry-climate models (2016)
  • 著者名/発表者名: Ayarzaguena, B., S. Oberlander-Hayn, U. Langematz, J. Abalichin, H. Akiyoshi, S. Hardiman, A. Klekociuk, M. Marchand, S. Meul, M. Michou, O. Morgenstern, L. Oman, K. Shibata, and A. Stenke
  • 学会等名: SPARC workshop "Stratospheric Change and its Role in Climate Prediction (SHARP)"
  • 発表場所: Seminaris Campus Conference Center and Hotel Berlin (Berlin, Germany)
  • 年月日: 2016-02-16 – 2016-02-19
  • 国際学会
• [学会発表] Research results from the ten-year ozonesonde observation in Hanoi (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiotani, M.
  • 学会等名: The Eighth Aero-Meteorology Workshop
  • 発表場所: Aero-Meteorological Observatory of Vietnam (Hanoi, Vietnam)
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 化学気候モデルより得られたフリーラン実験のバイアスについて2 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木拓也, 塩谷雅人, 出牛真, 秋吉英治, D. Kinnison
  • 学会等名: 日本気象学会2015年度秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ (京都市)
  • 年月日: 2015-10-28 – 2015-10-30
• [学会発表] 熱帯成層圏の帯状一様潮汐 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂崎貴俊, 佐々木拓也, 塩谷雅人, 冨川喜弘, D. Kinnison
  • 学会等名: 日本気象学会2015年度秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ (京都市)
  • 年月日: 2015-10-28 – 2015-10-30
• [学会発表] 日食を利用した太陽光変化の中間圏オゾンへの影響について (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井弘二, 今村隆史, 高橋けんし, 秋吉英治, 山下陽介, 鈴木睦, 海老沢研, 塩谷雅人
  • 学会等名: 日本気象学会2015年度秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ (京都市)
  • 年月日: 2015-10-28 – 2015-10-30
• [学会発表] Zonally uniform tidal oscillations in the tropical stratosphere (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakazaki, T., T. Sasaki, M. Shiotani, Y. Tomikawa and D. Kinnison
  • 学会等名: Asian Conference on Meteorology
  • 発表場所: Kyoto University (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2015-10-26 – 2015-10-27
  • 国際学会
• [学会発表] Zonally uniform tidal oscillations in the tropical stratosphere (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakazaki, T., T. Sasaki, M. Shiotani, Y. Tomikawa, and D. Kinnison
  • 学会等名: The combined AerChemMIP-CCMI workshops
  • 発表場所: ESA/ESRIN, Frascati, CNR-Tor Vergata (Rome, Italy)
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Arctic ozone depletion in chemistry-climate models: A multi-model comparison of CCMI C1SD simulations with NDACC data (2015)
  • 著者名/発表者名: Sinnhuber, B.-M., S. Versick, O. Kirner, S. Strahan, P. Braesicke, P. von der Gathen, T. von Clarmann, P. Joeckel, S. Bekki, R.-M. Hu, M. Marchand, M. Deushi, H. Akiyoshi, Y. Yamashita, M. Kadowaki, and D. Kinnison
  • 学会等名: The combined AerChemMIP-CCMI workshops
  • 発表場所: ESA/ESRIN, Frascati, CNR-Tor Vergata (Rome, Italy)
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] A nudged-CCM simulation of chemical constituent distribution at Northern Hemisphere high latitude stratosphere observed by SMILES during the 2010 SSW (2015)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi, H., T. Nakamura, T. Miyasaka, M. Shiotani, and M. Suzuki
  • 学会等名: The combined AerChemMIP-CCMI workshops
  • 発表場所: ESA/ESRIN, Frascati, CNR-Tor Vergata (Rome, Italy)
  • 年月日: 2015-10-07 – 2015-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] 化学気候モデルより得られたフリーラン実験のバイアスについて (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木拓也, 塩谷雅人, 出牛真, 秋吉英治
  • 学会等名: 2015年度日本気象学会関西支部年会
  • 発表場所: エル・おおさか (大阪市)
  • 年月日: 2015-06-27
• [学会発表] HCl observations in the middle atmosphere as revealed by the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiotani, M., K. Imai, Y. Naito, and T. Sakazaki
  • 学会等名: 26th IUGG general assembly 2015
  • 発表場所: Prague congress centre (Prague, Chechrepublic)
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] A nudged-CCM simulation of chemical constituent distribution at Northern Hemisphere high latitudes observed by SMILES during the 2010 SSW (2015)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi, H., T. Nakamura, T. Miyasaka, M. Shiotani, and M. Suzuki
  • 学会等名: 26th IUGG general assembly 2015
  • 発表場所: Prague congress centre (Prague, Chechrepublic)
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] Nitrosyl iodide (INO): Millimeter-wave spectroscopy guided by ab initio quantum chemical computation (2015)
  • 著者名/発表者名: Bailleux, S., D. Duflot, S. Aiba, and H. Ozeki
  • 学会等名: 70th International Symposium on Molecular Spectroscopy
  • 発表場所: University of Illinois (Champaign-Urbana, Illinois, USA)
  • 年月日: 2015-06-22 – 2015-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] サブミリ波領域における亜酸化窒素のスペクトル線形状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部翔太, 尾関博之
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス (東京都目黒区)
  • 年月日: 2015-06-16 – 2015-06-19
• [学会発表] Nitrosyl Iodide (INO)のサブミリ波スペクトル (2015)
  • 著者名/発表者名: 相場祥平, 尾関博之, 古屋岳, S. Bailleux, D. Duflot
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学 大岡山キャンパス (東京都目黒区)
  • 年月日: 2015-06-16 – 2015-06-19
• [学会発表] 中層大気力学・化学のための地球観測衛星計画 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塩谷雅人, 鈴木睦, 佐野琢己, 小出孝, 高柳昌弘, 今井弘二, 眞子直弘, 坂崎貴俊, 鵜澤佳徳, 落合啓, 久保田実, 藤井泰範
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場 (千葉市)
  • 年月日: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [学会発表] 衛星からの新しい中層大気統合観測-SMILES-2に向けて (2015)
  • 著者名/発表者名: 塩谷雅人, 鈴木睦, 佐野琢己, 小出孝, 高柳昌弘, 今井弘二, 眞子直弘, 坂崎貴俊, 鵜澤佳徳, 落合啓, 久保田実, 藤井泰範
  • 学会等名: 日本気象学会2015年度春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (つくば市)
  • 年月日: 2015-05-21 – 2015-05-24
• [学会発表] RS80ラジオゾンデ気圧バイアスに起因する高度誤差とその気象観測プロファイルへの影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 稲飯洋一, 塩谷雅人, 藤原正智, H. Voemel, 長谷部文雄
  • 学会等名: 日本気象学会2015年度春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (つくば市)
  • 年月日: 2015-05-21 – 2015-05-24
• [学会発表] 化学気候モデルより得られたフリーラン実験のバイアスについて (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木拓也, 塩谷雅人, 出牛真
  • 学会等名: 日本気象学会2015年度春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (つくば市)
  • 年月日: 2015-05-21 – 2015-05-24
• [学会発表] Cross-Cutting Comparisons (C3) -観測データが簡単に見られるウェブサービス- (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井弘二, 海老沢研, 塩谷雅人
  • 学会等名: 日本気象学会2015年度春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (つくば市)
  • 年月日: 2015-05-21 – 2015-05-24
• [学会発表] Cross-Cutting Comparisons (C3) －データ検証のための利用方法－ (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井弘二, 海老沢研, 塩谷雅人
  • 学会等名: 日本気象学会2015年度春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (つくば市)
  • 年月日: 2015-05-21 – 2015-05-24
• [学会発表] Development of CCM and CTM in NIES and their application to ozone layer research (2015)
  • 著者名/発表者名: Akiyoshi, H.
  • 学会等名: 1st International Workshop on SLCPs in Asia: Chemistry-climate modeling and its applications
  • 発表場所: Seoul National University (Seoul, Korea)
  • 年月日: 2015-04-01 – 2015-04-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 日食を利用して太陽光が大気中のオゾンへ与える影響を調査
  • URL: http://www.jaxa.jp/press/2015/06/20150612_smiles_j.html