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温室効果ガスの吸排出量監視に向けた統合型観測解析システムの確立(平成 30年度)
Development of an integrated observation and analysis system for monitoring greenhouse gas sources and sinks

予算区分
BE 環境-推進費(補助金)
研究課題コード
1719BE001
開始/終了年度
2017~2019年
キーワード(日本語)
炭素循環,メタン,同化
キーワード(英語)
carbon cycle, methane, assimilation

研究概要

既存の大気中温室効果ガスの観測データ(GOSAT, OCO-2, CONTRAIL等)を利用し、将来期待されるより高分解能の多項目観測(GOSAT-2, OCO-3, TROPOMI等)のデータを利活用することを見据えたインバージョン・データ同化手法(トップダウン的手法)を開発する。また、全球、特にアジアについて人為起源の独自排出量統計を加えたボトムアップ手法の強化を行い、複数のトップダウン手法・ボトムアップ手法の統合解析に基づき、吸排出量の長期的変化と空間分布の情報に基づく不確実性評価と高精度化を行う。
 このため、第一に、主要な温室効果ガスであるCO2とCH4、さらには人為・自然起源分離の情報を得るための COを観測対象とし、既存のマルチプラットフォーム(地上観測、船舶、航空機、衛星)のデータを最大限活用するための整備を行うと同時に、深刻な観測空白域をもつアジアのデータカバレッジを向上させる。
 第二に、CO2とCH4の同化解析システムを開発し、COを利用した解析結果を併せた包括的な炭素収支解析を行う。現在、これらのモデル開発は複数の研究機関で進められていることから、複数のモデル解析の結果を統合して最適な評価を行う手法の開発を行う。
 第三に、大気輸送モデルに基づくトップダウン手法と、人為起源の独自排出量推計や多点地上観測データに基づくボトムアップ手法による結果を統合的に解析し、全球及び地域別の温室効果ガス吸排出量の評価、それらの長期的変化の検出、ならびに不確実性評価と高精度化を行う。
 以上の研究開発に基づき、本研究終了後もオペレーショナルに国別・地域別の温室効果ガス吸排出量評価を行うと同時に、世界の大都市や東南アジアで特に深刻な森林火災等を対象に大規模排出源の監視を行う統合型観測解析システムを確立する。


研究の性格

  • 主たるもの:技術開発・評価
  • 従たるもの:基礎科学研究

全体計画

H29年度:
アジア太平洋地域において、航空機観測や地上観測で得られたCH4濃度データを解析し、当該地域における3次元的なCH4分布・変動の特性を把握する。さらに、大気輸送モデルNICAM-TMを用いてCH4の大気輸送実験を行い、上記観測データとの比較解析を通してモデルのCH4輸送再現性について評価を行う。また、高解像度フラックス推定が可能な同化技術を用いた温室効果ガス逆解析システムについて高度化を図るとともにCH4の導入に着手する。一方、CO2について逆解析を行い、サブテー(1)(3)(4)に結果を提供する。

H30年度:
継続して、同化システムの高度化やCH4の導入に関する開発を行う。同時に、同システムを用いたCH4フラックス推定の予備実験を行う。また、燃焼起源トレーサーであるCOの簡易モデルをNICAM-TMに導入して、CH4/CO比などについて観測との比較解析を行い、アジア域に着目したCH4排出の燃焼・生物起源の分離評価を行う。なお、COのモデルへの導入はサブ(3)(4)と協力して進める。

H31年度:
開発したCH4の同化解析システムについて、前年度の予備実験結果を踏まえ、最終的なパラメータ調整、改良を行う。さらに、同システムと地上、航空機観測を中心とした3次元的な観測データセットを用いて、CO2やCH4の逆解析を行い、前年度行ったCOのモデル解析の結果も併せて、包括的な炭素収支解析を行う。

今年度の研究概要

継続して、同化システムの高度化やCH4の導入に関する開発を行う。同時に、同システムを用いたCH4フラックス推定の予備実験を行う。また、燃焼起源トレーサーであるCOの簡易モデルをNICAM-TMに導入して、CH4/CO比などについて観測との比較解析を行い、アジア域に着目したCH4排出の燃焼・生物起源の分離評価を行う。なお、COのモデルへの導入はサブ(3)(4)と協力して進める。

外部との連携

気象庁気象研究所、千葉大学、海洋研究開発機構
本研究課題(サブ課題2)の代表者:
気象庁気象研究所
環境・応用気象研究部 第一研究室
室長 眞木貴史
Tel:029-853-8709
Fax:029-855-7240
e-mail:tmaki@mri-jma.go.jp

課題代表者

丹羽 洋介

  • 地球環境研究センター
    物質循環モデリング・解析研究室
  • 主任研究員
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