2018 Fiscal Year Annual Research Report
Sophistication of climate change prediction of the numerical model by aerosol terrestrial remote sensing observation network
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15H01728
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
竹村 俊彦 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (90343326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
工藤 玲 気象庁気象研究所, 気候研究部, 主任研究官 (00414508)
西澤 智明 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 室長 (10462491)
入江 仁士 千葉大学, 環境リモートセンシング研究センター, 准教授 (40392956)
青木 一真 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (90345546)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 気候変動 / 気象学 / リモートセンシング / 環境質定量化・予測 / エアロゾル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
SKYNETサイトおよびスカイラジオメータによる観測の標準化データセットの構築を精度保証を含めて行い、エアロゾル特性の長期変動や短期的なイベント（越境大気汚染・黄砂現象・シベリア森林火災など）の解析を行って各観測サイトの特徴を示した。また、気候変動観測衛星「しきさい」（GCOM-C1/JAXA）衛星の地上検証に使い、打ち上げ１年後の精度保証をクリアした。日本のサイトでは、光散乱性エアロゾルだけでなく、光吸収性エアロゾルも減少傾向を示す地点もあった。AERONETデータとの整合性を確認したほか、MAX-DOAS観測のどの方位角でもエアロゾル前駆気体が減少傾向を示したことが分かった。
SKYNET自動データ処理・標準プロダクト生成・データ公開システムの本格運用を開始し（http://www.skynet-isdc.org/）、現在までの10年以上にわたる長期間の標準データセットを公開した。また、AD-Net観測も継続して実施し、標準プロダクトを用いた長期変動解析を更新した。
衛星搭載ライダーCALIOPを用いた全エアロゾルおよび種類毎（鉱物ダスト・海塩・大気汚染粒子）の消散係数の鉛直・全球分布データセットを構築した。これは現在までの10年以上にわたる長期データセットであり、経年変動について検討するとともに、CALIOPや衛星搭載受動型センサーMODISのデータとの比較解析も行った。
これまで開発を進めてきたスカイラジオメータとライダーの複合解析手法によって、SKYNETとAD-Netの両方の観測を行っている日本・韓国・タイの7地点の最長2005～2015年のデータを解析し、各地点のエアロゾル光学特性の鉛直分布および経年変動を導出した。その結果、大気境界層と自由大気の光学的厚さは、概ね減少傾向にある事が分かった。
MIROC-SPRINTARSを用いたシミュレーション結果をこれらの新しいエアロゾル観測データを用いた検証をしつつ解析し、ブラックカーボンによる気温変化は従来の推定よりもかなり小さいという新知見を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
キャリブレーション・立体視野角測定の取り扱い・雲除去アルゴリズムについては、計画通りに一貫した解析手法をさらに発展させ、対象の全サイトおよび全期間の生データの再解析を実施し、当初よりも高品質な標準SKYNETデータセットの構築を進めた。リアルタイムデータ解析を定常モードに移行させ、最新のデータも含めてアジア域を中心としたエアロゾルの特性についての経年変動研究を進めた。SKYNETとAERONETの調和観測を継続し、集中観測ベースでの調和観測も加えて整合性を評価した。MAX-DOAS法からは、エアロゾルやその前駆気体の水平分布についての新しい知見も得た。
AD-Net観測およびSKYNET/AD-Netのデータ処理・公開は順調に運用が進められ、適宜それらの改良を実施している。AD-Netの標準プロダクトを用いた経年解析も行い、成果も上がっている。また、本研究で必要となる衛星搭載ライダーCALIOPの信号データの集積やエアロゾル全球解析も実施し、長期データセットの構築に至った。
これまで開発を続けてきたスカイラジオメータとライダーの複合解析手法によって、SKYNETとAD-Netの両方の観測を行っている国内5地点（仙台・千葉・福岡・福江・辺戸）、韓国1地点（ソウル）、タイ1地点（ピマイ）、最長で2005～2015年のデータを解析し、各地点のエアロゾルの光学特性の鉛直分布を導出し、結果を大気境界層と自由大気に分けて解析した。また、千葉・福江・辺戸・ソウルに関しては経年変動を調査し、大気境界層・自由大気ともに光学的厚さは減少傾向にあることが分かった。
観測サイトの観測機器やネットワーク環境等のインフラの整備を行い、サイトの統一化の整備を行ってきた。また、観測機器の相互比較や観測機器の老朽化による故障対応をとおして、データ取得の継続性や精度の向上に努めた。特に、他のネットワークとの比較観測も行い、結果の精度保証につながる観測も行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で構築されたリアルタイムかつ高品質な標準SKYNETデータセットにより、エアロゾル特性の経年変動を明らかにする。SKYNETをAD-Netとともに国際的なGAW Contribution Networkとして明確に位置づけつつ、SKYNETとAERONETの調和観測を継続するとともに、集中観測ベースでの重点的な調和観測も加えて、両者の整合性を世界最先端のレベルで評価する。千葉県千葉市や福岡県春日市において、エアロゾル光学的厚さに加えて、SKYNETやAD-Netからは観測できないエアロゾル前駆気体の観測をMAX-DOAS法で継続的に実施する。異なる複数の方位角に向けた観測も行う。また、大気境界層内と自由大気の導出したエアロゾル光学特性の特徴と経年変動について、光吸収性や粒子の大きさについても解析していく。
気候変動観測衛星「しきさい」（GCOM-C1/JAXA）衛星や数値モデルの検証のため、スカイラジオメーター観測データと衛星やモデルの比較検証を精度の向上のために引き続き行い、対象サイト全てのデータを一元管理する。
地上・衛星データを用いた長期解析データセットの構築が概ね終了したため、SKYNET標準プロダクト・CALIPSO解析プロダクト・MODISおよび地上観測データとの比較解析に関する研究成果を論文数編としてまとめる。
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Research Products
(65 results)
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[Journal Article] Drivers of Precipitation Change: An Energetic Understanding2018
Author(s)
Richardson T. B.、Forster P. M.、Andrews T.、Boucher O.、Faluvegi G.、Flaschner D.、Hodnebrog O.、Kasoar M.、Kirkevag A.、Lamarque J.-F.、Myhre G.、Olivie D.、Samset B. H.、Shawki D.、Shindell D.、Takemura T.、Voulgarakis A.
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Journal Title
Journal of Climate
Volume: 31
Pages: 9641～9657
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Understanding Rapid Adjustments to Diverse Forcing Agents2018
Author(s)
Smith C. J.、Kramer R. J.、Myhre G.、Forster P. M.、Soden B. J.、Andrews T.、Boucher O.、Faluvegi G.、Flaschner D.、Hodnebrog O.、Kasoar M.、Kharin V.、Kirkevag A.、Lamarque J.-F.、Mulmenstadt J.、Olivie D.、Richardson T.、Samset B. H.、Shindell D.、Stier P.、Takemura T.、Voulgarakis A.、Watson-Parris D.
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 45
Pages: 12,023～12,031
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Quantifying the Importance of Rapid Adjustments for Global Precipitation Changes2018
Author(s)
Myhre G.、Kramer R. J.、Smith C. J.、Hodnebrog O.、Forster P.、Soden B. J.、Samset B. H.、Stjern C. W.、Andrews T.、Boucher O.、Faluvegi G.、Flaschner D.、Kasoar M.、Kirkevag A.、Lamarque J.-F.、Olivie D.、Richardson T.、Shindell D.、Stier P.、Takemura T.、Voulgarakis A.、Watson-Parris D.
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Journal Title
Geophysical Research Letters
Volume: 45
Pages: 11,399～11,405
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Dynamical response of Mediterranean precipitation to greenhouse gases and aerosols2018
Author(s)
Tang Tao、Shindell Drew、Samset Bjorn H.、Boucher Olivier、Forster Piers M.、Hodnebrog Oivind、Myhre Gunnar、Sillmann Jana、Voulgarakis Apostolos、Andrews Timothy、Faluvegi Gregory、Flaschner Dagmar、Iversen Trond、Kasoar Matthew、Kharin Viatcheslav、Kirkevag Alf、Lamarque Jean-Francois、Olivie Dirk、Takemura Toshihiko
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Journal Title
Atmospheric Chemistry and Physics
Volume: 18
Pages: 8439～8452
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Multi-model study of HTAP?II on sulfur and nitrogen deposition2018
Author(s)
Tan Jiani、Fu Joshua S.、Dentener Frank、Sun Jian、Emmons Louisa、Tilmes Simone、Sudo Kengo、Flemming Johannes、Jonson Jan Eiof、Gravel Sylvie、Bian Huisheng、Davila Yanko、Henze Daven K.、Lund Marianne T.、Kucsera Tom、Takemura Toshihiko、Keating Terry
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Journal Title
Atmospheric Chemistry and Physics
Volume: 18
Pages: 6847～6866
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Validation of GOME-2 AC SAF GDP HCHO columns using ground-based, MAXDOAS and FTIR column measurements2018
Author(s)
Pinardi, G., C. Vigouroux, M. Van Roozendael, F. Hendrick, I. De Smedt, M. De Mazière, A. Richter, E. Peters, T. Bösch, F. Wittrock, A. Piters, T. Wagner , Julia Remmers, S. Donner4 , U. Frieß, T. Drosoglou, A. Bais, S. Wang, A. Saiz-Lopez, H. Irie
Organizer
EUMETSAT Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Sensitivity study for satellite observation of the lowermost tropospheric ozone using three different wavelength ranges, UV, IR and microwave2018
Author(s)
Sato, T. O., T. M. Sato, H. Sagawa, K. Noguchi, N. Saitoh, H. Irie, K. Kita, K. Zettsu, M. Mahani, R. Imasu, S. Hayashida, and Y. Kasai
Organizer
2018 joint 14th iCACGP Quadrennial Symposium and 15th IGAC Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Column Effective Imaginary part of refractive index derived from UV-MFRSR and SKYNET in Seoul, and implications for retrieving UV Aerosol Optical Properties from GEMS measurements2018
Author(s)
Go, S., J. Kim, J. Mok, H. Irie, O. Torres, N. A. Krotkov, G. J. Labow, M. Kim, J.-H. Koo, M. Choi, and H. Lim
Organizer
AGU Fall Meeting 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Validation of the EarthCARE ATLID and MSI products using ground-based lidar and sunphotometry measurements in East Asia2018
Author(s)
Nishizawa, T., A. Higurashi, R. Kudo, H. Irie, K. Yasunaga, M. Katsumata, K. Yumimoto, S. Ishii, H. Okamoto, K. Sato, S. Katagiri, and T. Nakajima
Organizer
1st EarthCARE Validation Workshop
Int'l Joint Research
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