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大気環境物質のためのシームレス同化システム構築とその応用
(2) 大気汚染物質・ダストの同化と逆問題システムの構築(平成 25年度)
Development of Seamless Chemical AssimiLation System and its Application for Atmospheric Environmental Materials (Project SALSA)
(2) Development of assimilation and inversion system for air pollutants and dust

予算区分
CE 文科-振興費
研究課題コード
1014CE002
開始/終了年度
2010~2014年
キーワード(日本語)
排出インベントリ,関東地方,逆推計,大気汚染同化システム
キーワード(英語)
emission inventory, Kanto region, inversion, chemical assimilation system

研究概要

次世代の全球大気モデルである正20面体格子非静力学モデル(NICAM)と領域モデルを利用して、二酸化炭素と大気汚染物質の両方を同化し、発生源を推定(逆問題)するシステムを構築する。このシステムを関東平野領域に適用して、温暖化・全球大気汚染・都市化の複合影響によって変化するメガシティー環境に社会が適応するための施策案を、国や自治体と協力して作成する。

研究の性格

  • 主たるもの:応用科学研究
  • 従たるもの:行政支援調査・研究

全体計画

次世代の全球大気モデルである正20面体格子非静力学モデル(NICAM)を利用して、気候変化の適応施策の作成に役立つ、二酸化炭素と大気汚染物質の同化と発生源推定(逆問題)を行う同化システムを開発する。このシステムを関東平野領域に適用して、温暖化・全球大気汚染・都市化の複合影響によって変化するメガシティー域(関東平野全域:東京都、埼玉県、千葉県、神奈川県、茨城県、群馬県、栃木県)の大気環境データの同化を行う。同化システムの試作版の段階から、社会が気候変化に適応するための施策案作成を自治体と協力して進めることを通じて、試作版の問題点や改良点を明らかにし同化システムの高度化を図るとともに、自治体が実際に施策案を作成するための同化システム利用手法を開発する。なお、気候変化の影響評価にはインパクトファクター(大気環境場と被害の間の因果関係を規定する要因)の計算が必要となることから、これには多くの過去研究の成果を応用する。本研究活動に自治体の意見や計算要求を反映するために、適応施策と環境監視に関わる自治体関係者と本研究チームで構成する検討会(自治体フォーラムと呼ぶ)を形成する。
 第2班「大気汚染物質・ダストの同化と逆問題システムの構築」では、短寿命ガス及びエアロゾルの同化と逆問題システムを構築する。すでに実用化しているNICAMに、エアロゾル全球放射輸送モデル(SPRINTARS) と全球大気化学モデル(CHASER) を結合させて新しい化学輸送モデル“NICAM-Chem”の開発を行う。このモデルを用いて大気汚染物質と土壌粒子などのデータ同化および発生源推定(逆問題)システムを構築する。観測データとして、人工衛星からのエアロゾル光学的厚さやオゾン量、自治体による大気環境常時監視網などの地上観測データを利用する。また、領域化学天気予報システム(CFORS/CMAQ)による時間・空間を考慮した4次元同化モデルを用い、NICAM-Chemの検証を行うと同時に高度化も行う。これらの結果を活用し、様々な条件下での硫黄酸化物、窒素酸化物、オゾンの前駆物質、各種エアロゾル量を関東平野において同化し、これらの関東地域での発生量と越境汚染量分布の推定手法を開発する。また、モデルの改善も行う。このようにして確立されたモデルを用いてシナリオ実験を行い、オゾンなどの短寿命ガス、エアロゾル、土壌粒子などによる都市への影響を評価する。その結果を第3班および自治体に提供する。

今年度の研究概要

平成24年度に引き続き、平成23年度までに開発した新たな全球大気化学輸送モデル(NICAM-Chemモデル)と収集したデータベースを利用し、モデルの利用および将来実験の開始を中心に次の3つのサブ課題を実施する。特に将来実験に関しては、気候変動適応研究推進プログラム共通シナリオを利用し、第1班と協力してNICAMモデル実験に伴う設定を行い、第3班による影響評価と適応策のための実験結果を、第3班に提供する。

外部との連携

研究代表者:中島映至(東京大学大気海洋研究所)、共同研究機関:東京大、九州大、名古屋大

関連する研究課題

課題代表者

大原 利眞

  • 企画部
  • フェロー
  • 工学博士
  • 工学,地学,システム工学
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担当者