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大気環境研究領域（大気領域）は大気の環境に係わる事柄について、大気科学を構成する学問分野に立脚して、その監視と現象解明ならびに将来的な変化の予見に取り組む事を使命としています。一方で大気環境の現象の理解とその変化の予見のためには、生態系を含む大気圏以外の自然界や人間活動の変化の影響・相互作用などの理解にも目を向ける必要があります。また、時間的・空間的にきめ細かな監視やより広範囲かつ多種類の監視情報の取得、更には、より微小な変化の検出や様々なシナリオを想定した大気環境の将来変化の予見、などに対応できるための技術開発への取り組みもおろそかには出来ません。そこで、大気領域内での物理・化学過程に関するより精緻な理解を目指すと共に、分野横断をより強く意識した研究プログラムとの連携や所内のセンターが有する組織力の強みの活用に積極的に取り組みます。
本年度は、過去の大気環境の変動の中に埋もれている将来の環境変化の予兆と思われる変化の検出やより高度化した大気環境監視手法の構築、将来の大気環境変化を予見するための数値モデルの改良や物理化学プロセスデータの整備に取り組みます。
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。
大気中での化学物質の変質や除去過程に伴う光化学大気汚染や成層圏オゾンのオゾン収支に係わる化学反応の研究を進めています。また新たな大気汚染物質の計測手法の開発にも取り組んでいます。例えば、揮発性有機化合物を高感度実時間で計測できる装置の開発を行っています。
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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