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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 17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

現在の成層圏オゾン層を取り巻く状況は次のようにまとめられる。1)国際的なオゾン層保護対策の効果は、オゾン層破壊物質であるフロン類の対流圏での濃度が明らかに減少傾向に転じたのに加え、本中期目標期間中にあっては、成層圏での濃度でも減少傾向に転ずるに至った形で現れ始めている。2)一方で、南極オゾンホールについては、オゾン破壊量やオゾンホール継続期間などからは現在がオゾン層の最も壊れ易い時期にあると事を物語っている。3)成層圏オゾン層が今後フロンなどのオゾン層破壊物質濃度の減少に呼応して“率直に”回復するかは確実とは言えない。
成層圏オゾン層の破壊をもたらす物理的および化学的メカニズムに関する知見はフロン類の規制スタート時に比べ大幅に増大した。しかしながら、信頼性の高い将来予測を可能にするに充分なレベルでオゾン層破壊メカニズムが解明されているとは言えない。
オゾン層破壊が最も顕著な形で現れているのは言うまでもなく南極オゾンホールである。また北極域もオゾンホールとはいかないものの、大規模なオゾン層破壊が観測されている。更に極域での大規模なオゾン層破壊は、中緯度地域の成層圏におけるオゾン量にも影響を及ぼしていると考えられる。よって南北両半球極域での大規模なオゾン層破壊の実態把握やオゾン破壊機構の解明が望まれている。一方日本のオゾンに目を向けると、日本が南北に長く伸びた形をしているため、北に位置する北海道では北極の影響をより強く受けるのに対し、南に位置する沖縄では、亜熱帯域でのオゾン変動の影響を受け易い特徴がある。それ故、日本のオゾン層を議論する場合、極域からの影響や亜熱帯域でのオゾン変動の影響がどの程度これまでの日本のオゾン層の変動に影響をもたらしたのか、今後影響をもたらし得るのかが問題となる。
上記の様な状況を踏まえ、成層圏でのフロンなどの濃度が減少傾向に転ずる次期の本中期計画の研究の目的は、(i) 環境省が開発した衛星搭載センサー(ILAS、ILAS-II)によるオゾン層の監視とその結果を国内外のオゾン層研究者に提供する事、(ii) 国際的な成層圏監視ネットワークとの連携の下、日本上空のオゾン層モニタリングの実施とその監視結果の提供、(iii) オゾン層の監視データなどをもとにしたオゾン層破壊機構の解明と (iv) 将来のオゾン層変動の予測、にある。

研究の性格

  • 主たるもの:応用科学研究
  • 従たるもの:モニタリング・研究基盤整備

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。オゾンレーザーレーダーの再解析を行う。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。ILAS-II観測の初期チェックを行う。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継続する。再解析されたオゾンレーザーレーダーデータの検証を行う。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。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを継続する。オゾンレーザーレーダーデータをNDSCデータベースに提供する。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オゾン層変動の将来予測実験のための数値モデルの改良を行う。(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。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを継続する。ミリ波オゾンデータをNDSCへ提供する。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。温室効果気体の増加を含めたオゾン層の長期変動の数値実験を行う。(17年度)

今年度の研究概要

ILAS-II version1.4データプロダクトを一般の研究者に提供する。接線高度決め精度の向上やデータ質向上を目指したILAS−II観測データの処理アルゴリズムの改訂を行い、その効果を確かめる。ガス−エアロゾル同時算出手法を用いたILASデータの処理とその精度検証を行う。また同時算出手法のILAS-IIデータへの応用を図る。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、解析データの検証を行うと共に、下部成層圏も含めたオゾン層の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を継続すると共に、これまでに得られている観測データをNDSCに提供する。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データの解析によって得られたエアロゾルおよび気温の高度分布データをNDSCに登録する。ILAS-IIデータを利用して、2003年の南極オゾンホール形成時のPSC生成や脱窒過程の解析やオゾン分解量の定量化を行う。化学気候モデルおよび化学輸送モデルを併用して、オゾンホール生成・継続に対する大気球面効果導入の効果を明らかにする。臭素化学反応系を導入した成層圏化学気候モデルを用いて、これまでのオゾン層破壊の再現実験からその検証を行う。更にCO2増加などによる今後のオゾン層の変化を数値実験を通して調べる。

課題代表者

今村 隆史

  • 環境計測研究センター
  • センター長
  • 理学博士
  • 化学
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