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大気圏環境研究領域は、地球大気において引き起こされる様々な現象を、大気の物理的あるいは化学的な状態の時空間変化であると見なし、現在起こっている変化の把握、変化を引き起こすプロセスの解明や変化の定量的な理解、更には将来顕在化する可能性のある変化の予兆をこれまでの変化の中から抽出するための研究を進めます。そのため、これまで必ずしも充分には意識されていなかった微小な変化や変化の詳細を捉え抽出するための研究手法や技術の開発、変化を理解する上で基礎となるデータの蓄積、観測データや数値実験データに含まれる変化や変化の要因に関する情報の抽出に係る研究に取り組みます。大気の環境の変化は自然界・生物界や人間活動の変化と結びついています。そこで大気科学の分野のみで閉じることなく、分野横断を常に意識した所内外の研究グループ・組織との連携を推進します。
本年度は、次世代の大気遠隔計測手法の開発やリアルタイム大気微量成分計測手法の自動車排ガス計測への応用など、大気計測手法の開発とその応用に係る研究を継続して進めます。また温室効果気体（GHG）ならびにその関連物質の動態の変化から、地球規模での炭素収支や地域スケールでのGHGの発生強度の推定を行います。更に気候変動やオゾン層破壊などについて、国際的な科学アセスメントに向けた情報発信や取りまとめに貢献します。同時に温暖化の緩和策・適応策を含めた対策立案研究との連携として、自然科学の側面から対策立案に必要な情報提供を目指した研究にも取り組みます。
大気汚染物質の移流拡散過程、大気中における物質輸送・循環過程、微物理過程と雲・エアロゾルによる放射影響、地球規模での気候システムの変化、成層圏オゾン層の変化に関する研究を行っています。例えば、大循環モデルを用いて、過去の気候変動における自然変動や人間活動の影響を定量的に評価する研究を行っています。
地上や宇宙からの遠隔計測手法の開発、遠隔計測手法を用いた対流圏・成層圏大気の性状・運動の理解、地上大気や汚染物質などが高層大気に及ぼす影響に関する研究を行っています。遠隔計測手法を用いた化学組成情報の取得にも取り組んでいます。例えば、東アジア地域にライダーネットワークを展開し、黄砂や大気汚染物質の発生や輸送について研究を行っています。
大気化学研究室では、装置開発・野外観測・衛星データ・化学輸送モデルなど様々な手法を用いて、対流圏における反応性微量成分に関する研究を統合的に進めています。例えば、プロトン移動反応−飛行時間型質量分析法による大気微量成分の新規計測装置の開発と観測、北半球における対流圏オゾンのトレンド導出と化学輸送モデルによる再現、対流圏化学衛星観測による大気汚染物質の排出量や大陸間長距離輸送の解析、溶存揮発性有機化合物の高感度・高時間分解能計測、などを行っています。
大気の組成や微量物質の濃度の時間的・空間的変動を精密に測定し、観測データに基づいた地球規模の物質循環過程の解明に関する研究を行っています。新たな大気微量物質のモニタリング技術の開発にも取り組んでいます。例えば、大気主成分の一つである酸素（O2）濃度の変化を極めて高い精度で測定する事で、二酸化炭素の収支を明らかにする試みを行っています。
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