ホーム > 研究紹介 > 研究計画・研究評価 > 外部研究評価 > 平成14年4月外部評価実施報告 > 成層圏オゾン層変動のモニタリングと機構解明プロジェクト

ここからページ本文です

重点特別研究プロジェクトへの助言(平成14年4月)
成層圏オゾン層変動のモニタリングと機構解明プロジェクト

  • 更新日:2003年6月30日

1)研究の概要

平成14年度秋期に打ち上げ予定の、環境省が開発した人工衛星搭載オゾン層観測センサー「改良型大気周縁赤外分光計II型(ILAS-II)」で取得される観測データを処理し、オゾン層研究、オゾン層監視等、科学的利用のためのデータプロダクトとして、国内外に向けて提供する。さらに、平成18年度頃打ち上げ予定の、ILAS-II後継センサーである「傾斜軌道衛星搭載太陽掩蔽法フーリエ変換分光計(SOFIS)」のデータ処理、運用に係る地上システムを開発し、SOFISの運用開始に備える。つくば(国立環境研究所)及び陸別(陸別成層圏総合観測室)における地上からのオゾン層モニタリングを継続実施し、国際的ネットワークであるNDSCデータベースにデータを提供するとともに、国内外に向けてデータの提供を行う。極域オゾン層変動に係る物理・化学的に重要な要素プロセスについて、その機構及びオゾン変動に対する寄与の解明を行う。また、オゾン層保護対策の根拠となったオゾン層変動予測、及び最新のオゾン層変動予測の検証を行い、オゾン層保護対策の有効性評価に係る知見を提供する。

2)研究期間

平成13〜17年度(5年間)

3)平成13年度の研究成果の概要

1. ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂等
  • ILAS-IIデータ処理運用に係るソフトウェア(Version 1)の整備を完了した。また、ILAS-IIデータ処理運用システム性能試験、NASDAとの専用回線試験を実施した。SOFISデータ処理運用システムの開発に関し、アルゴリズム検討、システム基本設計を進めた。
  • ILAS-IIデータ処理アルゴリズムの改訂作業に関連して、ILASデータの再解析・検証作業を実施し、最新バージョンのプロダクトを一般に公開した。
2. 地上リモートセンシング機器の整備、データ解析
  • 陸別ミリ波オゾン分光計と衛星センサーSAGE II観測結果とを比較し、高度22km以上では10%程度の範囲で一致することを示した。オゾンレーザーレーダーデータを再解析し、オゾン、気温、エアロゾルの鉛直分布の経年変化を得た。
3. データ解析、モデル研究等
  • つくばミリ波オゾン分光計データから、高度60kmのオゾン半年周期変動を発見した。
  • ILASデータプロダクトを用い、1997年春期北極域におけるオゾン破壊量を定量的に導出した。また、1997年南半球における極渦内空気塊下降運動の等価緯度による違いの定量化、極渦内での極成層圏雲生成過程、窒素酸化物の再配分過程等を評価した。
  • 成層圏プロセスを取り入れた大気大循環モデル(AGCM)を用いて、ピナツボ火山噴火後のエアロゾル分布の時間変化などを再現し、火山噴火の数年以上のタイムスケールの力学場への影響を評価に際し、硫酸エアロゾルの増加に伴う化学的な影響を無視できないことを明らかにした。
  • 化学輸送モデルにより、極渦の崩壊に伴う極域空気塊の中緯度空気との混合過程を再現し、また極渦崩壊後の北半球高緯度域での水平渦拡散係数を見積った。
  • 不均一反応の反応データの整備に関する室内実験において、蟻酸がホルムアルデヒドを介したHNO3→NOxの不均一変換過程の良い指標になることを見出した。

4)今後の課題、展望

  • ILAS-IIデータ処理運用システムの定常運用を開始し、ILAS-IIデータの特性評価、検証の作業に着手する。SOFISデータ処理アルゴリズムの検討を引き続き行う。
  • つくば設置のミリ波オゾン分光計の広帯域化を完了する。ミリ波分光計等によるオゾン層モニタリング、データ質の評価、検証を行う。
  • ILAS-II等の種々の観測データを用いたオゾン層変動に関する解析的研究、変動の把握を行う。また、モデルを活用したオゾン層変動とその機構の理解、予測に関する研究を進める。

5)平成13年度研究予算額

  • 約850,000,000円(衛星データ処理運用システム開発・運用等、衛星観測プロジェクト経費684,000,000円を含む)

6)評価結果の概要

「短期的なオゾン層変動の検証の面で優れた成果を挙げている」、「学術的側面として不鮮明の部分を明らかにするスタンスは基本的には良い」、「測定データの解析については大きな進展があった」、「新しいセンサーとその解析システムの準備状況は良好である」、「窒素酸化物など他の物質にも注目することは大変よい」、「衛星及び地上からのオゾン層測定系、解析系およびデータの解析系の構築を評価する」といった肯定的な評価を頂いた。

その一方、「オゾン層保護のためのフロン対策の効果を評価することも研究の一つとしてあげられているが、研究の観測方式にはそのようなフィードバックが想定されていない」、「機構解明の面では、長期的変動のメカニズムや人間活動を含めたメカニズムの解明に重点をおくことが望まれる」、「もう少し総合的、体系的に成層圏の化学過程をとらえ、これに物理過程を重ねて解析した結果を提示してほしい」、「オゾン層破壊の主因子を同定したり、その寄与率を決定したりできないか」というような研究の進め方や、「オゾン層破壊の生物影響に対して指標となるような評価系はできないか。」「オゾン層破壊が生物圏に与える影響の研究に対する、成層圏研究者からのアドバイスが待たれる」といった生物影響研究との関連に関する指摘を受けた。また、「国際間データ交流による広域観測網の整備」、「国際協力による効率化」への要請があった。

この他、「この研究の特色は何かが明確でない」、「観測、監視のウエイトが大きく、解析・研究をアピールしにくいという側面がある」、「今の時点で、オゾン層変動監視を引き続き行う意義を外部に知らせる必要あり」、「問題意識に対して、研究の道筋を明らかにすべき」、「研究予算が大きいが、有効か否かの的確な判断ができない」といった、外部への説明責任に関するご意見を頂いた。

7)対処方針

当初計画に従い、観測システムの構築とそれによる良質の観測データの内外への発信(国際的な枠組みでのデータ交換や国際協力を含む)を推進するとともに、これらを最大限に活用した解析研究、モデル研究を進め、オゾン層変動機構の理解と将来予測の高度化につなげたい。研究の進め方についての指摘の多くは、当初から研究計画の中で想定されているものであり、本プロジェクトで取り組むこととしている。生物影響研究については本プロジェクトでは対象外であるが、可能な範囲で関連研究者と連携を取っていきたい。

なお、本研究の意義・特色、オゾン層観測・監視の意義、研究推進のシナリオ等について、より分かりやすく外部にアピールしていく努力を払い、説明責任を果たしたい。