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2017 年度 実績報告書

全球エアロゾル化学気候モデルの開発と黒色炭素粒子の放射効果の高精度評価

研究課題

研究課題/領域番号 26701004
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

大島 長  気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 主任研究官 (50590064)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワードエアロゾル / 黒色炭素粒子 / 大気化学 / 環境変動 / 気候変動 / 気象 / 放射 / 全球モデル
研究実績の概要

本年度は、これまでに開発・改良を継続して行ってきた全球エアロゾル化学気候モデル(気象研究所地球システムモデルを構成するサブモデル)を用いて、観測が充実する近年(2008-2015年)を対象とする全球モデル計算を行い、モデル計算結果の解析を実施した。また、北極域(グリーンランド)においてエアロゾル等の観測を実施し、モデルの検証に活用できる観測データを取得した。ブラックカーボン(黒色炭素粒子)の大気中濃度や地表面への沈着量などの観測結果と全球モデルによる計算結果の比較を行い、モデル計算結果の妥当性を検証した。観測により検証されたモデル計算結果を用いて、発生源域(アジア域)や遠方域(北極域)におけるブラックカーボンの空間分布(水平分布と鉛直分布)とその季節変動を明らかにするとともに、アジア域から北極域等へ輸送されるブラックカーボンの水平質量輸送フラックス、およびその地表面への沈着量の推定を行った。さらに、アジア域・北極域および全球平均でのブラックカーボンの直接放射強制力を評価した。また、東アジア域で観測されたブラックカーボンの大気中濃度の変化や北極域(ニーオールスン)で観測されたブラックカーボンの沈着量の季節変化を明らかにするとともに、モデルの検証に活用できる観測データを取得した。さらに、気候モデルを用いて、大気中に放出されるブラックカーボン量に応じて、全球規模での地上気温が大きく変化することを定量的に示し、気候変動におけるブラックカーボンの重要性を示した。これらの研究成果は、学術論文として掲載され、今後のモデル検証・評価を行う上で非常に重要である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

これまでに、全球エアロゾル化学気候モデルの開発・改良を実施し、観測結果によるモデル計算結果の検証を実施した。特に遠方域におけるブラックカーボンの地表への沈着量についての観測結果とモデル計算結果との比較を行うことで、モデルの再現性の検証を実施した。またモデルを用いて、ブラックカーボンの時空間分布や直接放射強制力の推定を実施した。さらに、モデル検証用の新たな観測データの取得やブラックカーボンの気候影響に関する新たな知見が得られ、今後のモデル検証・評価を行う上で必要不可欠な研究成果をあげることができた。

今後の研究の推進方策

本研究で開発した全球モデルを用いて、追加のモデル計算(感度実験)や解析を実施することで、全球的なブラックカーボンの時空間分布や輸送過程についての評価を実施する。また、これらのモデル計算結果を用いて、ブラックカーボンの直接放射効果やその不確定性についての評価を実施する。最終的に、本研究により得られる成果を学術論文としてまとめる。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じた理由としては、計画当初に予定していた研究打ち合わせが次年度に延期になり旅費を使用する機会がなくなったことが主な理由としてあげられる。使用計画としては、全球モデルの計算結果のデータ解析および成果の取りまとめには、計算機関連機器が必要であるため、このための設備備品費・消耗品費を計上する。また、国内外の研究者との詳細な討論や情報交換、及び学会にて研究成果を発表するための旅費を計上する。研究成果公表のためには、論文投稿料が必要であるので、論文投稿に関わる費用を計上する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Seasonal Progression of the Deposition of Black Carbon by Snowfall at Ny-?lesund, Spitsbergen2018

    • 著者名/発表者名
      Sinha P. R.、Kondo Y.、Goto-Azuma K.、Tsukagawa Y.、Fukuda K.、Koike M.、Ohata S.、Moteki N.、Mori T.、Oshima N.、F?rland E. J.、Irwin M.、Gallet J.-C.、Pedersen C. A.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 123 ページ: 997~1016

    • DOI

      10.1002/2017JD028027

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Alteration of the size distributions and mixing states of black carbon through transport in the boundary layer in east Asia2017

    • 著者名/発表者名
      Miyakawa Takuma、Oshima Naga、Taketani Fumikazu、Komazaki Yuichi、Yoshino Ayako、Takami Akinori、Kondo Yutaka、Kanaya Yugo
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 17 ページ: 5851~5864

    • DOI

      10.5194/acp-17-5851-2017

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a multi-species aerosol-radiation scheme in JMA’s global model2017

    • 著者名/発表者名
      Yabu, S., T. Y. Tanaka, and N. Oshima
    • 雑誌名

      CAS/JSC WGNE Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling/WMO

      巻: 47 ページ: 4.15~4.16

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improved Representation of Clouds in Climate Model MRI-ESM22017

    • 著者名/発表者名
      Kawai, H., S. Yukimoto, T. Koshiro, N. Oshima, T. Tanaka, and H. Yoshimura
    • 雑誌名

      CAS/JSC WGNE Research Activities in Atmospheric and Oceanic Modelling/WMO

      巻: 47 ページ: 7.07~7.08

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] JRAero: the Japanese Reanalysis for Aerosol v1.02017

    • 著者名/発表者名
      Yumimoto Keiya、Tanaka Taichu Y.、Oshima Naga、Maki Takashi
    • 雑誌名

      Geoscientific Model Development

      巻: 10 ページ: 3225~3253

    • DOI

      10.5194/gmd-10-3225-2017

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Global Aerosol Synthesis and Science Project (GASSP): Measurements and Modeling to Reduce Uncertainty2017

    • 著者名/発表者名
      Reddington C. L., Carslaw K. S., et al.
    • 雑誌名

      Bulletin of the American Meteorological Society

      巻: 98 ページ: 1857~1877

    • DOI

      10.1175/BAMS-D-15-00317.1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Site of asteroid impact changed the history of life on Earth: the low probability of mass extinction2017

    • 著者名/発表者名
      Kaiho Kunio、Oshima Naga
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 ページ: 14855

    • DOI

      10.1038/s41598-017-14199-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Modeling studies of black carbon using a MRI Earth System Model2018

    • 著者名/発表者名
      Naga Oshima and Makoto Koike
    • 学会等名
      AMAP short-lived climate forcers (SLCF) expert group meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 気象研究所地球システムモデルによるブラックカーボンの空間分布と放射効果2017

    • 著者名/発表者名
      大島長、田中泰宙、神代剛、吉村裕正、川合秀明、工藤玲、行本誠史、出牛真、小池真
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2017年大会
  • [学会発表] 気象研究所地球システムモデルの開発とブラックカーボンの空間分布と放射効果の評価2017

    • 著者名/発表者名
      大島長、田中泰宙、神代剛、吉村裕正、川合秀明、工藤玲、行本誠史、出牛真、小池真
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度春季大会
  • [学会発表] 気象研究所地球システムモデルによる北極ブラックカーボンのモデル研究2017

    • 著者名/発表者名
      大島長
    • 学会等名
      グリーンランド南東ドームアイスコアに関する研究集会
  • [学会発表] 気象研究所地球システムモデルによる北極ブラックカーボンの放射影響2017

    • 著者名/発表者名
      大島長
    • 学会等名
      ArCSエアロゾル・雲研究会合

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公開日: 2018-12-17  

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