超伝導サブミリ波放射サウンダ衛星観測にもとづく中層大気微量成分分布の解明

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22310010
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 塩谷 雅人 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (50192604)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内藤 陽子 京都大学, 理学研究科, 助教 (50324603) ; 林 寛生 京都大学, 生存圏研究所, 特定准教授 (70447936) ; 北 和之 茨城大学, 理学部, 教授 (30221914) ; 小池 真 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (00225343) ; 鈴木 睦 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 主幹研究研究員 (60142098)
• Keywords: 中層大気 / 衛星観測 / オゾン層 / 大気微量成分 / 物質循環

Research Abstract

国際宇宙ステーションに搭載された超伝導サブミリ波リム放射サウンダ(SMILES)は,2009年10月から2010年4月までの約半年間,これまでにない高感度な中層大気領域の大気観測をおこない,オゾンをはじめとする大気微量成分の3次元全球分布データを得た.ここでは,SMILESデータを用い,中層大気中のオゾン化学に関わる大気微量成分の時空間変動の特徴を把握する.具体的には,重要性が認識されながらも観測がほとんどなかったBrOやClOの全球的な分布を明らかにすることによって,中低緯度におけるオゾン破壊を定量化し,さらにClOに加えHCl,HOCl,HO2の同時観測データを解析することで成層圏・中間圏の塩素化学を厳密化することを目指す.今年度は特に以下の3つの点について作業を実施し成果を得た.
1.既に入手済みのゾンデや衛星観測から得られる各種大気微量成分に関する最新・最良のデータにもとづき,SMILES観測データとの時間的・空間的な変動の整合性に注意しながら比較・検証の統計解析をおこないデータの妥当性を確認した.これらの検証結果は現在論文として取りまとめ中である.
2.O3,ClO,HCl,BrOなどの日変化の特徴を抽出すべくデータ解析を進めた.特にO3について,光化学的な理解によって比較的容易に変動の要因を把握できる上部成層圏・中間圏のみならず,力学的な輸送効果が効いてくる下部成層圏にも焦点を当てた興味深い解析結果が出てきている.
3.NCAR(米国大気科学研究センター)が提供する大気化学モデル結果,あるいは環境研究所のCCSR/NIES化学気候モデル結果を観測データと同様に処理し比較解析をおこなった.その結果,これらのまったく独立な大気化学モデルがSMILESの観測結果とよい整合性を示し,SMILESの測定および大気化学モデルの妥当性が明確になった.

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

データの処理はほぼ想定したスケジュールで進み,データの比較検証作業も順調におこなわれている.また平行して,オゾン光化学を理解する上で重要な大気微量成分の時間・空間分布の解析作業も進んでいる.特に,オゾンをはじめとする分子種の日変動成分について,これまでの衛星観測からは捉えられなかった特徴が抽出され,新しい科学的な成果も出てきており,おおむね順調に進展していると判断できる.

Strategy for Future Research Activity

当初の計画に対して研究は順調に進展しており,特に計画の変更の必要性は認められない.最終年度となる今年度は,検証解析結果および科学的成果についての論文取りまとめが中心的におこなうべき作業となる.研究成果は当初の予想を上回るものとなる可能性もあり,さらに継続的にSMILESデータの解析を進めるための足がかりを固めたい.

Research Products

• [Journal Article] Verification of pointing and antenna pattern knowledge of Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) (2011)
  • Author(s): Suzuki, M., S.Ochiai, C.Mitsuda, K.Imai, T.Manabe, K.Kikuchi, T.Nishibori, N.Manago, Y.Iwata, T.Sano, M.Shiotani
  • Journal Title: Geoscience and Remote Sensing IEEE International Symposium IGARSS Pages: 3688-3691
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Capability for ozone high-precision retrieval on JEM/SMILES observation (2011)
  • Author(s): Takahashi, C., M.Suzuki, C.Mitsuda, S.Ochiai, N.Manago, H.Hayashi, Y.Iwata, K.Imai, T.Sano, M.Takayanagi, M.Shiotani
  • Journal Title: Advances in Space Research Volume: 48 Pages: 1076-1085
  • DOI: 10.1016/j.asr.2011.04.038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Current status of level 2 product of Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) (2011)
  • Author(s): Mitsuda, C., M.Suzuki, Y.Iwata, N.Manago, Y.Naito, C.Takahashi, K.Imai, E.Nishimoto, H.Hayashi, M.Shiotani
  • Journal Title: Proc.of SPIE Volume: 8176
  • DOI: 10.1117/12.898135
• [Journal Article] Response characteristics of radio spectrometers of the Superconducting, Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (JEM/SMILES) (2011)
  • Author(s): Ozeki, H., K.Tamaki, S.Mizobuchi, C.Mitsuda, T.Sano, M.Suzuki, K.Kikuchi, M.Shiotani
  • Journal Title: Geoscience and Remote Sensing IEEE International Symposium IGARSS Pages: 2262-2265
  • Peer Reviewed
• [Presentation] SMILESによる中層大気化学と力学についての成果概要 (2012)
  • Author(s): 塩谷雅人, 鈴木睦, 佐野琢己, SMILESミッションチーム
  • Organizer: 第26回大気圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所相模原キャンパス,相模原市
  • Year and Date: 20120301-20120302
• [Presentation] SMILESで観測された中層大気オゾンの日変動 (2012)
  • Author(s): 坂崎貴俊, 藤原正智, 塩谷雅人, 鈴木睦
  • Organizer: 第26回大気圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所相模原キャンパス,相模原市
  • Year and Date: 20120301-20120302
• [Presentation] SMILES観測結果から導かれた、CIO+HO2-->HOCl+O2の反応速度について (2012)
  • Author(s): 鈴木睦, 眞子直弘, 高橋けんし, 光田千紘, 塩谷雅人
  • Organizer: 第26回大気圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所相模原キャンパス,相模原市
  • Year and Date: 20120301-20120302
• [Presentation] Validation of the JEM/SMILES level 2 products version 2.1 (2012)
  • Author(s): 今井弘二, 鈴木睦, 眞子直弘, 光田千紘, 佐野琢己, 内藤陽子, 塩谷雅人
  • Organizer: 第26回大気圏シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所相模原キャンパス,相模原市
  • Year and Date: 20120301-20120302
• [Presentation] Chemistry within 2009/10 Arctic polar vortex observed by ISS/JEM/SMILES (2012)
  • Author(s): Suzuki, M., N.Manago, C.Mitsuda, K.Imai, H.Akiyoshi, T.Sano, Y.Naito, M.Shiotani
  • Organizer: Workshop on Stratospheric Sudden Warming and its Role in Weather and Climate Variation
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20120222-20120224
• [Presentation] ACTM simulation of chemical constituent distribution observed by SMILES (2012)
  • Author(s): Akiyoshi, H., T.Nakamura, M.Shiotani
  • Organizer: Workshop on Stratospheric Sudden Warming and its Role in Weather and Climate Variation
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20120222-20120224
• [Presentation] 高精度なデータから知る地球とオゾンの今(SMILES) (2012)
  • Author(s): 塩谷雅人
  • Organizer: 国際宇宙ステーション「きぼう」利用成果シンポジウム
  • Place of Presentation: UDXギャラリー,東京都(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-22
• [Presentation] Overview and Updates of the SMILES Mission (2011)
  • Author(s): Shiotani, M.
  • Organizer: 6th Atmospheric Limb Conference
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20111129-20111201
• [Presentation] Preliminary results on diurnal variations of temperature and ozone as observed with SMILES (2011)
  • Author(s): Sakazki, T., M.Fujiwara, M.Shiotani, M.Suzuki
  • Organizer: 6th Atmospheric Limb Conference
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20111129-20111201
• [Presentation] Processing Status of SMILES L2 Product (2011)
  • Author(s): Mitsuda, C., M.Suzuki, N.Manago, Y.Naito, C.Takahashi, Y.Iwata, K.Imai, E.Nishimoto, H.Hayashi, M.Shiotani, T.Sano, M.Takayanagi, H.Taniguchi
  • Organizer: 6th Atmospheric Limb Conference
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20111129-20111201
• [Presentation] Cl/Br Chemistry Found from SMILES L2 data (2011)
  • Author(s): Suzuki, M., C.Mitsuda, N.Manago, K.Imai, T.Sano, H.Akiyoshi, T.Imamura, D.Kinnison, Y.Naito, K.Takahashi, M.Shiotani
  • Organizer: 6th Atmospheric Limb Conference
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20111129-20111201
• [Presentation] ClO validation and chlorine chemistry with SMILES L2 data (2011)
  • Author(s): Suzuki, M., K.Imai, C.Mistuda, N.Manago, Y.Iwata,, T.Sano, H.Ozeki, S.Ochiai, K.Kikuchi,, S.Mizobuchi, T.Nishibori, H.Akiyoshi, T.Imamura, T.Sakazaki, M.Fujiwara, D.Kinnison, Y.Naito, K.Takahashi, H.Hayashi, E.Nishimoto, M.Shiotani
  • Organizer: 6th Atmospheric Limb Conference
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20111129-20111201
• [Presentation] Validation of ozone data from the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) (2011)
  • Author(s): Fujiwara, M., K.Imai, M.Suzuki, N.Manago, C.Mitsuda, T.Sano, Y.Naito, M.Shiotani
  • Organizer: 6th Atmospheric Limb Conference
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20111129-20111201
• [Presentation] Validation of stratospheric ozone data from the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) version 2.0 (2011)
  • Author(s): Imai, K., M.Suzuki, N.Manago, C.Mitsuda, T.Sano, Y.Naito, M.Shiotani
  • Organizer: 6th Atmospheric Limb Conference
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20111129-20111201
• [Presentation] Validation of stratospheric HCl data from the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES)version 2.0 (2011)
  • Author(s): Imai, K., M.Suzuki, N.Manago, C.Mitsuda, T.Sano, Y.Naito, M.Shiotani
  • Organizer: 6th Atmospheric Limb Conference
  • Place of Presentation: Shiran-Kaikan, Kyoto University, Kyoto
  • Year and Date: 20111129-20111201
• [Presentation] SMILESによる中層大気化学と力学についての成果概要 (2011)
  • Author(s): 塩谷雅人
  • Organizer: 日本気象学会2011年秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス、名古屋市
  • Year and Date: 20111116-20111118
• [Presentation] Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES)-Middle Atmospheric Observations from the International Space Station (2011)
  • Author(s): Shiotani, M., SMILES Mission Team
  • Organizer: 2011 International Year of Chemistry (IYC), O3 symposium on stratospheric ozone and climate change
  • Place of Presentation: Ronald Reagan Building and International Trade Center, Washington DC, USA
  • Year and Date: 20111107-20111110
• [Presentation] JEM/SMILES L2検証結果について (2011)
  • Author(s): 今井弘二, 鈴木睦, 眞子直弘, 佐野琢己, 岩田芳隆, 光田千紘, 高橋千賀子, 内藤陽子, 西本絵梨子, 林寛生, 塩谷雅人
  • Organizer: 第17回大気化学討論会
  • Place of Presentation: 京都大学生存圏研究所,宇治市
  • Year and Date: 20111018-20111020
• [Presentation] ISS/JEM/SMILES観測に基づく成層圏ClOx化学について (2011)
  • Author(s): 鈴木睦, 眞子直弘, 岩田芳隆, 佐野琢己, 光田千紘, 今井弘二, 秋吉英治, 今村隆史, 尾関博之, 内藤陽子, D.Kinnison, 高橋けんし, 林寛生, 塩谷雅人
  • Organizer: 第17回大気化学,討論会
  • Place of Presentation: 京都大学生存圏研究所,宇治市
  • Year and Date: 20111018-20111020
• [Presentation] SMILESで観測された化学微量成分のナッジングCTMによるシミュレーション (2011)
  • Author(s): 秋吉英治, 中村哲, 宮坂隆之, 山下陽介, 塩谷雅人
  • Organizer: 第17回大気化学討論会
  • Place of Presentation: 京都大学生存圏研究所,宇治市
  • Year and Date: 20111018-20111020
• [Presentation] Middle atmospheric chemistry and dynamics : results from the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) (2011)
  • Author(s): Shiotani, M., SMILES mission team
  • Organizer: EOS Aura Science Team Meeting
  • Place of Presentation: Finnish Meteorological Institute, Helsinki, Finland
  • Year and Date: 20110913-20110915
• [Presentation] Validation of the JEM/SMILES L2 Products : Version 2.0 (2011)
  • Author(s): Imai, K., M.Suzuki, N.Manago, T.Sano, Y.Iwata, C.Mitsuda, C.Takahashi, Y.Naito, E.Nishimoto, H.Hayashi, M.Shiotani
  • Organizer: EOS Aura Science Team Meeting
  • Place of Presentation: Finnish Meteorological Institute, Helsinki, Finland
  • Year and Date: 20110913-20110915
• [Presentation] ClO, HOCl, HO2, and BrO data derived from ISS/JEM/SMILES observation (2011)
  • Author(s): Suzuki, M., N.Manago, S.Mizobuchi, T.Sano, C.Mitsuda, C.Takahashi, K.Imai, H.Ozeki, D.E.Kinnison, H.Akiyoshi, T.Imamura, T.Sakazaki, M.Fujiwara, Y.Naito, T.Kenshi, H.Hayashi, M.Shiotani
  • Organizer: EOS Aura Science Team Meeting
  • Place of Presentation: Finnish Meteorological Institute, Helsinki, Finland
  • Year and Date: 20110913-20110915
• [Presentation] The New Release of JEM/SMILES L2 Product : Version 2.0 (2011)
  • Author(s): Mitsuda,C, M.Suzuki, N.Manago, Y.Naito, Y.Iwata, C.Takahashi, K.Imai, E.Nishimoto, H.Hayashi, M.Shiotani, T.Sano, M.Takayanagi, H.Taniguchi
  • Organizer: EOS Aura Science Team Meeting
  • Place of Presentation: Finnish Meteorological Institute, Helsinki, Finland
  • Year and Date: 20110913-20110915
• [Presentation] Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder-SMILES : A New Satellite Observation from ISS (2011)
  • Author(s): Shiotani, M.
  • Organizer: 8th Annual Meeting AOGS
  • Place of Presentation: International convention center, Taipei, Taiwan(招待講演)
  • Year and Date: 20110808-20110812
• [Presentation] Chemistry of Middle Atmosphere Explained from Measurements of HCl, HOCl, and ClO by ISS/JEM/SMILES (2011)
  • Author(s): Suzuki, M., N.Manago, C.Mitsuda, K.Takahashi, M.Shiotani
  • Organizer: 8th Annual Meeting AOGS
  • Place of Presentation: International convention center, Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 20110808-20110812
• [Presentation] Improved Inversion Algorithms for the SMILES L2 Data Processing (2011)
  • Author(s): Manago, N., M.Suzuki, T.Sano, Y.Iwata, M.Shiotani, M.Yamada, S.Takehiro, C.Mitsuda, C.Takahashi, K.Imai
  • Organizer: 8th Annual Meeting AOGS
  • Place of Presentation: International convention center, Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 20110808-20110812
• [Presentation] Middle atmospheric chemistry anddynamics : results from the Superconducting Submillimeter-Wave Limb-Emission Sounder (SMILES) (2011)
  • Author(s): Shiotani, M.
  • Organizer: 2011 IUGG General Assembly
  • Place of Presentation: Melbourne convention and exhibition centre, Australia(招待講演)
  • Year and Date: 20110628-20110707
• [Presentation] SMILES observation on global distribution of minor constituents and the QBO (2011)
  • Author(s): Naito, Y., N.Nishi, E.Nishimoto, M.Suzuki, C.Mitsuda, et al
  • Organizer: 2011 IUGG General Assembly
  • Place of Presentation: Melbourne convention and exhibition centre, Australia
  • Year and Date: 20110628-20110707
• [Presentation] 中層大気の化学と力学:SMILESミッションから得られた成果 (2011)
  • Author(s): 塩谷雅人, 高柳昌弘, 村山泰啓
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場,千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] SMILESによる微量成分の全球的な分布の観測とQBO (2011)
  • Author(s): 内藤陽子, 西憲敬, 西本絵梨子, 鈴木睦, 光田千紘, 高橋千賀子, 今井弘二, 眞子直弘, 林寛生, 佐野琢己, 塩谷雅人
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場,千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] サブミリ波リムサウンダーISS/JEM/SMILESによるCIO観測について (2011)
  • Author(s): 鈴木睦, 光田千紘, 高橋千賀子, 佐野琢己, 今井弘二, 林寛生, 西本絵梨子, 内藤陽子, 塩谷雅人
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場,千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] JEM/SMILESL2プロダクト改定状況 (2011)
  • Author(s): 光田千紘, 鈴木睦, 眞子直弘, 岩田芳隆, 内藤陽子, 高橋千賀子, 今井弘二, 西本絵梨子, 林寛生, 塩谷雅人, 高柳昌弘, 佐野琢己, 谷口弘智
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場,千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] SMILES Level 2処理用インバージョンアルゴリズムの高度化 (2011)
  • Author(s): 眞子直弘, 鈴木睦, 佐野琢己, 塩谷雅人, 山田道夫, 竹広真一, 光田千紘, 岩田芳隆, 高橋千賀子, 今井弘二
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場,千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] ゾンデデータとの比較によるSMILESレベル2オゾンデータの検証 (2011)
  • Author(s): 今井弘二, 藤原正智, 鈴木睦, 眞子直弘, 佐野琢己, 塩谷雅人, 光田千紘, 高橋千賀子
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場,千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527
• [Presentation] SMILESレベル2プロダクトの初期検証について (2011)
  • Author(s): 今井弘二, 鈴木睦, 眞子直弘, 佐野琢己, 塩谷雅人, 林寛生, 西本絵梨子, 内藤陽子, 光田千紘, 高橋千賀子
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場,千葉市
  • Year and Date: 20110522-20110527