ユーザー別ナビ |
  • 一般の方
  • 研究関係者の方
  • 環境問題に関心のある方

大気中の二次汚染物質に対する発生源寄与推計と対策立案に資する規範的モデルの確立(平成 29年度)
Establishment of a Reference Modeling for Source Apportionment and Effective Strategy Making to Suppress Secondary Air Pollutants

予算区分
BA 環境-推進費(委託費) 5-1601
研究課題コード
1618BA007
開始/終了年度
2016~2018年
キーワード(日本語)
モデル間相互比較,排出インベントリ,領域化学輸送モデル
キーワード(英語)
Model intercomparison,Emission inventory,Regional chemical transport model

研究概要

 微小粒子状物質(PM2.5)と光化学オキシダント(Ox)の環境基準の達成率は低い状況にあり、早急な対策が求められている。費用対効果の高い対策を立案するためには、PM2.5やOxに対する寄与の高い発生源を見出す必要がある。しかしながら、PM2.5の大半やOxは、大気中での複雑な光化学反応を経て二次的に生成される汚染物質(二次汚染物質)であるため、発生源寄与を求めるのは容易ではない。あらゆる発生源からの原因物質の排出実態を正確に表現した排出インベントリと、大気中での二次汚染物質の物理化学的挙動を正確に表現できる大気質モデルが必要になる。大気質モデルを用いた発生源寄与割合の推計は既に行われてきているが、モデルが抱える問題点が適切に考慮されているとは言い難い。例えば、現行のモデルでは、二次汚染物質による高濃度大気汚染を十分に精度よく再現することはできない。この問題点を正しく理解せず、精度の低い発生源寄与割合を鵜呑みにして対策が立案されてしまうと、想定された大気質改善効果が得られず、多大な社会・経済的損失が生じてしまう恐れがある。そこで、本研究を実施することにより、二次汚染物質による高濃度大気汚染のメカニズムの解明と、有効な対策への的確な情報源となり得る発生源寄与割合の推計に資する、信頼性の高い規範的なモデルを確立させる必要がある。
 本研究では、大気質モデルへの重要な入力データである排出インベントリの構築・改良と、モデルの検証・開発・改良のための観測データの取得を行う。その上で、有力なモデル研究者を一堂に集め、二次汚染物質の濃度再現性と発生源寄与割合について、複数のモデル間で相互比較を行う。異なるモデル間の長所の融合、さらには観測に基づく新たなサブモデルの開発を通して、信頼性の高い規範的なモデルを確立させる。そして、その妥当性と有用性を、わが国のモデル研究者の総意として広く展開させる。

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

○2016年度
・既存の排出インベントリを用いて複数の大気質モデルで推計される二次汚染物質の濃度再現性と発生源寄与割合の相互比較を行い、違いの原因解明を通して、インベントリとモデルの改良に結びつける。
・次年度以降のモデル計算で使用する排出インベントリと、モデルを検証・開発・改良するための観測データを整備する。
○2017年度
・前年度のモデル間相互比較の結果に基づき、排出インベントリを改良する。
・モデルのさらなる検証・開発・改良のための観測データを整備するとともに、新たなサブモデルを構築する。
・前年度ならびに当年度の観測期間を対象に、複数のモデルによる再現性比較実験を行い、二次汚染物質の物理化学的挙動をより精度良く表現するためのモデルとインベントリの要改良箇所を見出す。
○2018年度
・前年度のモデル間相互比較の結果に基づき、排出インベントリを改良し、今後の対策評価に使えるデータベースとして整備する。
・前年度までに構築されたサブモデルを大気質モデルに組み込んで検証を行い、観測された二次汚染物質の物理化学的挙動をより精度良く表現するために改良を加える。
・最終的に確立された排出インベントリとモデルを使用して、高濃度期間を対象とするモデル間相互比較を行い、二次生成物質の濃度再現性や発生源寄与割合に関するモデルの解釈と捉え方を含めた全体的な指針を、モデル研究者の総意として提示する。

今年度の研究概要

(1)前年度のモデル間相互比較における二次汚染物質濃度の観測値と複数のモデルによる計算値との乖離の空間的・時間的特徴を明らかにし、排出インベントリの改良に結びつける。
(2)前年度ならびに当年度の観測期間と観測項目を対象として、複数の大気質モデルによる再現性比較実験を行い、二次汚染物質の物理化学的挙動をより精度良く表現するためのモデルとインベントリの要改良箇所を検討する。
(3)地表面フラックス測定を継続して、鉛直一次元ガス状・粒子状物質輸送モデルを構築するとともに、短時間濃度の連続測定を行いモデルの検証データを蓄積する。また、高湿度下で膨潤した粒子表面での硫酸塩不均一生成過程をモデル化する。
(4)前年度同様、首都圏陸域でのオゾンゾンデ観測及び伊豆諸島でのOx連続測定を実施する。観測は、前年度のモデル解析を参考にしつつ、より有用な検証データが得られるよう計画する。観測終了後、得られたデータを対象にモデルの試計算を実施し、その精度を確認する。

外部との連携

神戸大学、電力中央研究所、明星大学

課題代表者

茶谷 聡

  • 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)
  • 工学,理学
portrait

担当者