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重点2. 成層圏オゾン層変動のモニタリングと機構解明(平成 15年度)
2. Monitoring of stratospheric ozone layer changes and understanding their mechanisms

研究課題コード
0105SP021
開始/終了年度
2001~2005年
キーワード(日本語)
成層圏オゾン層, オゾン破壊, 衛星観測, リモートセンシング, モデリング
キーワード(英語)
STRATOSPHERIC OZONE LAYER, OZONE DEPLETION, SATELLITE OBSERVATION, REMOTE SENSING, MODELING

研究概要

特定フロン等によるオゾン層破壊の問題に関しては、オゾン層保護条約、モントリオール議定書等を始めとする国際的な取り決めにより、種々の対策が施されて来たにもかかわらず、依然として南極オゾンホールの年々の発現、北極域の春季オゾン破壊が進んでおり、必ずしも当初の予測通りには事態は進行していない。成層圏の気象・気候や、極成層圏雲の物理・化学過程とオゾン破壊に関する科学的知見の不足が予測と現実との差異の一因であると考えられ、オゾン層破壊機構理解の一層の深化を図り、また成層圏オゾン層の状況の監視を行うことが必要とされている。このため、環境省・国立環境研究所では人工衛星搭載オゾンセンサーや地上設置遠隔計測機器を用いたオゾン層の観測、データ解析研究、モデル研究などを続けてきた。
 中期計画期間は、オゾン層保護対策の効果が現れ、成層圏ではオゾン層破壊物質濃度がピークから緩やかな減少傾向に転ずる時期に相当しており、今後のオゾン層がフロン等の減少に伴い順調に回復に向かうか、の問いに答える時期にある、と考えられる。将来のオゾン層変動を予測する上で、その変動メカニズムを把握する事が必要であり、そのためには詳細なオゾン層の監視が不可欠である。とりわけ極域(高緯度域)成層圏オゾン層は、種々の要因の影響を最も顕著に受ける領域と考えられ、また中緯度域もその影響を頻繁に受けることが想定されることから、本プロジェクトでは、高緯度域を対象にした人工衛星搭載センサー(衛星観測)、及び中緯度域に設置した地上遠隔計測機器等によるオゾン層の観測を行い、オゾン層変動の監視やオゾン層変動機構の解明に資するデータを国内外に提供する。さらに、データ解析、モデリング等によりオゾン層変動機構に係る科学的知見の蓄積を図り、将来のオゾン層変動の予測、検証に貢献することを目的とする。

全体計画

ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂を行う。SOFISデータ処理運用システムの開発研究を行う。つくば設置のミリ波オゾン分光計の広帯域化を進める。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを実施する。地上リモートセンシングデータ及びILASデータを用いた解析を行う。データ解析に基づく極域プロセスの分析とモデルモジュールの検証を行う。(13年度)
ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂、データの処理・提供を行う。SOFISデータ処理運用システムの開発を行う。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。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを実施する。地上及び気球観測データを用いたILAS-IIデータの検証解析を行う。ILASおよび地上観測データ解釈へのモデルの応用とオゾン層破壊関連物質の分布のモデル分析を行う。(14年度)
ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂、データの処理・提供を継続して行う。SOFISソフトウェアシステムの開発を継続する。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを実施する。地上及び気球観測データを用いたILAS-IIデータの検証解析を継続して行い、データ処理ソフトウェアの改訂に資する。ILAS-IIデータを用いた解析研究を開始する。ILASおよび地上観測に基づく特異事象へのモデルの応用と個々の温室効果気体の変動に対するオゾン層応答のモデル実験を行う。(15年度)
ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂、データの処理・提供を継続して行う。SOFISソフトウェアシステムの開発を完了する。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを実施する。地上リモートセンシングデータ及びILAS-IIデータを用いた解析研究を引き続き行う。極域オゾン層破壊関連物質の分布の再現と温室効果気体の変動に対するオゾン層応答の分類化を行う。(16年度)
ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂、データの処理・提供を継続して行う。SOFISデータ処理運用システムの試験、調整を完了する。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを実施する。地上リモートセンシングデータ及び-ILAS-IIデータを用いた応用解析研究を行う。極域でのオゾン破壊速度の年々変動の再現と温室効果気体変動に対するオゾン層の応答の定量化を行う。(17年度)

今年度の研究概要

平成14年12月以降に打ち上げられた改良型大気周縁赤外分光計II型(ILAS-II)の試験運用データの解析ならびに検証データとの比較を行い、センサー機器特性の評価やデータ解析アルゴリズムを含む処理運用システムの改訂を行う。また、環境省が担当する地上検証実験にむけて、データ利用研究者の組織化を支援すると共に、検証データの取得と検証作業を行う。ILAS-IIデータの提供に向けた準備を行う。ILAS-II後継機の候補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)のデータ処理運用システムのためのアルゴリズム検討を進める。
広帯域化によって下部成層圏から上部成層圏まで観測が可能となった国立環境研究所(つくば)設置のミリ波オゾン分光計について、その全体精度の評価を行うと共に、連続的な観測を行う。陸別成層圏総合観測室におけるミリ波オゾン分光計観測について、広帯域化のための検討を行うと共に、これまでに得られている観測データをもとに、極渦の影響を含め、オゾン層変動について解析を進める。国立環境研究所(つくば)におけるオゾンレーザーレーダー観測によるオゾン鉛直分布の長期変動の抽出を行う。
新しいバージョンのILASデータを用いて硝酸塩素の高度分布の導出精度の評価、極渦崩壊時の微量気体成分の子午面混合や改良したMatch Techniqueによるオゾン破壊速度の定量化とオゾン破壊速度の年々変動を調べる。また窒素酸化物の分配比等の解析から脱窒過程の定量化を試みると共に極域成層圏雲の生成機構を解析する。 
大気大循環モデルを用いた研究として、CO2漸増条件下ならびに海面水温の変動条件下での成層圏オゾンの数値実験結果を解析し、南北両半球でのオゾンの長期変動に対する影響を見積もる。また、化学輸送モデルを用いて低緯度低濃度オゾン領域の季節変動・年々変動の再現実験を行い、その変動要因を明らかにする。

課題代表者

笹野 泰弘