基盤的な調査・研究
研究課題名　大気圏環境研究

実施体制

※所属・役職は年度終了時点のもの。また、*)印は過去に所属していた研究者を示す。

基盤研究の展望と研究実施内容

大気圏環境研究領域では、大気環境問題に係る様々な現象の理解や将来の大気環境の変化予測、更には大気環境問題の改善策を考える際の基礎的情報の提供を行う事を目指している。その中で次の3つの研究課題に取り組んでいる。 1）重点研究プログラムとして集中的に取り扱われる環境研究分野において基盤となる課題、2）重点研究プログラムでは扱われていない大気環境問題の解明に資する課題、3）今後の大気環境研究の展開を図る上で基盤となる研究手法や技術の開発あるいは基礎データの集積に関連する課題。研究対象は地球規模の環境問題（温暖化やオゾン層破壊）から局所的な大気環境問題（沿道大気汚染）まで、空間的にも時間的に広範囲にわたっているが、取り組んでいる研究は次の3つに分類される。1）現在の大気環境の実態やその変動の把握ならびに過去の大気環境変化の理解を目指した研究、2）過去−現在の理解に基づいた将来の大気環境の変化推定や大気環境変化の予兆の検出を目指した研究、3）大気環境アセスメントや大気環境の改善に資する研究。

上記の様な分類と位置付け（図2）にあるそれぞれの研究を進める上で、個々の研究の間の関連性を意識し、大気環境研究の総合化と基盤研究力の強化を図ることも、基盤研究部門の一つとして重要な任務であると認識している。

実施している具体的な研究内容は次の通りである。

1） 現在の大気環境の実態や変動の把握ならびに過去の大気環境変化の帰属

地球規模から地域規模に至る大気環境の変化・変動の実態を把握する事が大気環境研究の出発点である。地球規模から東アジアと言った地域スケールでの大気環境の現状を把握する上で、地球環境研究センター・温暖化研究プログラムやアジア自然共生研究プログラムの保有している組織だった観測システムとの連携は研究を進める上で有力な手段となる。その点を踏まえながら、地球規模での二酸化炭素の収支や吸収源強度の定量的な理解を目指して実大気中でのO₂/N₂比の精密測定と観測結果の解析、黄砂などのエアロゾル分布の時空間的構造の把握やエアロゾル組成の特徴やエアロゾルの発生源情報の抽出を目的としたライダー観測ならびにライダーデータ解析、更には衛星観測データを利用したエアロゾル分布の抽出に関する研究が進められている。更にその研究の今後の展開として、O₂/N₂比測定から地域規模での生物生産性の把握やエアロゾル種別毎の時空間分布構造の把握を可能にするための測定装置の開発やデータ解析手法の開発にも取り組んでいる。（主として大気動態研究室、遠隔計測研究室）

過去の大気環境の変化を理解する事は、特に長期的な大気環境の変化を予測する上で、基礎となる知見を提供する。そこで温暖化プログラムと連携して、温室効果ガスの増加によって気候がどの様に変化してきたのか・今後どの様に変化していくと予想されるか、についての研究を進めている。特に本研究領域では気温の変化をはじめとした20世紀の気候変動の再現とその変動を引き起こした要因の解明に力点を置いた研究が進められており、人為起源の炭素性エアロゾルの増加と過去の気温の変化との関連性を明らかにする研究が進められている。（主として大気物理研究室）

２） 将来の大気環境変化の推定と大気環境変化の予兆の検出

数値モデルによる大気環境変化の推定として、今後のオゾン層の変動に関する数値実験と過去のオゾン層破壊の変化−例えばオゾンホールの維持に重要な極渦の崩壊時期の長期変動−の再現とその変化要因の分析が進められている。また同時にもっとも顕著なオゾン層破壊が進行している極域でのオゾン層破壊について、その機構の解明は将来変動の推定精度の向上には不可欠であることから、極域オゾン層破壊で重要な役割を果たす極成層圏雲（PSC）の組成情報や粒径分布情報、更にはPSC上での反応の影響を衛星観測データの解析から明らかにするための研究も進められている。

気候モデルを用いた数値実験から領域規模で既に明瞭な変化として現れているものの中に人間活動に起因する気候変化のシグナルとして捕らえることの出来る変化が含まれていないか、などのように地球規模の環境の変化が領域規模での変化として顕在化してきていないか、あるいは将来の顕著な変化として現れる可能性のある変化の何らかのシグナルが現在までに現れていないか、に関する研究も進めている。（主として大気物理研究室、主席研究員室）

大気質の変化の兆しを検出するためには、これまでの反応性のソース物質の観測だけでなく、大気中での化学反応によって生成される反応生成物の計測が不可欠である。特に複数のソース物質や反応生成物の同時観測や短い時間スケールでの変動の計測が有力な研究手段となる。そこで、汎用性が高くまた早い時間応答性を有する大気汚染物質の新たな計測手法の開発に取り組んでいる。（主として大気化学研究室）

３） 身近な大気環境の改善や環境アセスメントのための基礎データの蓄積

沿道での大気汚染やPM2.5/DEPで代表される都市大気の問題では、きめ細かな大気汚染実態の把握を可能にするような可搬性に優れた計測機器の開発や汚染現場の特殊性を配慮した再現実験や数値シミュレーション、更には大気の移流・拡散やエアロゾル生成にかかわる化学プロセスに関する基礎的なデータの蓄積が必要となる。そこで、パーソナルモニタリングセンサーの開発や大型実験施設（大気大型風洞や光化学反応チャンバー）によるモデル実験による基礎データの集積が行われている。（大気物理研究室、大気化学研究室、大気動態研究室）

研究予算