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空間シームレスな大気汚染物質輸送モデルによるPM2.5の二次生成成分の精緻化(平成 29年度)
Refinement of secondary components of PM2.5 by spatially seamless air pollutant transport model

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1719CD001
開始/終了年度
2017~2019年
キーワード(日本語)
PM2.5,大気輸送モデル,大気環境,二次生成粒子
キーワード(英語)
PM2.5, Air pollutant transport model, Atmospheric environment, Secondary aerosols

研究概要

PM2.5は代表的な大気汚染物質であり,我が国では越境汚染と国内の都市汚染の複合的な発生源をもつ.PM2.5の時空間分布を精度良く知るためには,観測網の充実に加えて,数値シミュレーションの高精度化が必須である.このような背景下で新しく開発された大気汚染物質輸送モデル(NICAM-Chem)は,領域から全球の空間をシームレスに計算することが可能であり,我が国におけるPM2.5予測モデル精度向上に役立てることができる.本研究課題では,NICAM-Chemの更なる発展のため, PM2.5の二次生成成分である硝酸塩や有機炭素に関するモデル精緻化を行い,我が国周辺のPM2.5予測精度向上だけではなく,全球高解像度計算やデータ同化などに応用できるモジュール開発を目指す.

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:応用科学研究

全体計画

平成29年度は,NICAM-ChemによるPM2.5シミュレーションのための実行条件を整備し,比較検証に必要な観測データも収集する.対象は日本を含んだ東アジアだが,観測データの不足に備えて,欧米でのシミュレーションも検討している.これらと同時に,NICAM-ChemにPM2.5の二次生成成分である硝酸塩・SOAを計算するためのモジュールを組み込む.平成30年度以降は,新しいモジュールを組み込んだモデルを実行し,平成29年度に収集した観測データや他のモデル(WRF-CMAQ)との比較を行い,モデル性能を調べる.モデル比較結果は双方のモデルに反映し,我が国のPM2.5のモデル予測精度向上に繋げる.改良した新しいモデルプログラムは全球計算やデータ同化計算にも役立てる.成果はホームページで公開し,研究成果発表も定期的に行う.

今年度の研究概要

まず,NICAM-ChemによるPM2.5シミュレーションのための実行条件を整備する.具体的には,シミュレーションに必要な気象場データや大気汚染物質の排出量インベントリ等の境界データの整備と,シミュレーション結果を評価するための観測データの収集である.対象領域は東アジア,対象期間は国内におけるPM2.5の成分観測が充実している2012年から2013年を想定しているが,観測データが最大限利用できる領域・期間があれば,それを対象とした実験も行う.モデル設定はストレッチ格子法を適用した,ネスティング不要な領域対象とする.水平解像度はモデルが安定して動く実績のある最小10km程度,日本全体を25km程度の格子でカバーできるようにする.
次に,PM2.5の主成分である硝酸塩と二次生成有機炭素エアロゾルの計算の高度化を行う.これらの成分を計算するモジュールは,他の研究グループで開発された既存のものをベースに最適化したものを作成する.その後,NICAM-Chemへの組み込みを行う.

関連する研究課題

課題代表者

五藤 大輔

  • 地域環境研究センター
    大気環境モデリング研究室
  • 主任研究員
  • 博士(理学)
  • 化学,物理学
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