Studies on long-term variations of the isoprene distribution in the troposphere and its effects on air quality using infrared spectroscopy

红外光谱研究对流层异戊二烯分布的长期变化及其对空气质量的影响

• 批准号: 21H03589
• 负责人: 長濱 智生
• 金额: $ 10.65万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H03589/
• 关键词: イソプレン; 対流圏オゾン; 大気汚染物質; 赤外分光法; 長期変動; リトリーバル解析

本研究は赤外分光法による太陽光吸収スペクトル観測データから、大気中のイソプレン濃度を解析する手法を新たに開発し、過去20年以上に及ぶ赤外観測データからイソプレンと大気汚染物質の濃度を同時に解析し、それらの因果関係について化学輸送モデルも活用して解明することが目的である。初年度は陸別及びつくばで稼働する高分解能FTIRによる太陽光吸収スペクトル観測を継続しつつ、名古屋に設置してある高分解能FTIRで新たに観測を行うのに必要な準備を進めた。COVID-19の影響でメーカからの技術者派遣が遅延したが、FTIR装置のHe-Neレーザー、ランプ冷却装置、真空ポンプ等の消耗品を交換し、装置の内部光学系の調整を行って、整備作業は完了した。しかしその後、装置と制御コンピュータの間で通信障害により観測開始が遅れている。現在、メーカと共に原因と対策を検討している。また、陸別でこれまでに観測された太陽光吸収スペクトルデータの一部を用いて、大気中のイソプレン濃度のリトリーバル解析を試みた。イソプレンの吸収スペクトルが存在する波数900cm-1付近の観測データに対してリトリーバル解析ソフトSFIT4を用いてイソプレンの対流圏カラム量と解析誤差を求めた。波数幅6.5cm-1の狭帯域と波数幅25.4cm-1の広帯域で解析を行い、結果を比較したところ、広帯域ではイソプレンの吸収スペクトル周辺の水蒸気による吸収との干渉の影響が狭帯域と比べて少ないがデータ当たりの計算時間が狭帯域の場合の10倍以上必要であることがわかり、今後の解析では狭帯域でさらに水蒸気吸収部分を除外する最適化をおこなってイソプレン濃度解析に最適な解析プロトコルの検討を進める。さらに、過去の陸別の全観測データから対流圏オゾンやホルムアルデヒド等の大気汚染物質の濃度解析を行い、陸別における大気汚染物質の季節変動や長期変動等の特徴を得た。

Outside this study は red spectrometry に よ る sunlight absorption 収 ス ペ ク ト ル 観 measuring デ ー タ か ら, large 気 の イ ソ プ レ ン concentration を parsing す る gimmick を new た に open 発 し, over the past 20 years に and ぶ red 観 measuring デ ー タ か ら イ ソ プ レ ン と big 気 pollutants concentration の を に analytic し, そ れ ら の causal masato is に つ い て chemical conveying モ デ ル も use Youdaoplaceholder0 て explain する とが とが purpose である. Early annual は don't lu and び つ く ば で grain 働 す る high decomposition can FTIR に よ る sunlight absorption 収 ス ペ ク ト ル 観 measuring を 継 続 し つ つ, Nagoya に set し て あ る high decomposition can FTIR で new た に 観 measuring line を う の に を な necessary into め た. COVID - 19 の influence で メ ー カ か ら の technician dispatched が 遅 delay し た が, FTIR device の He - Ne レ ー ザ ー, ラ ン プ cooling device, vacuum ポ ン プ device such as a の consumables を exchange し, の の department of internal adjustment line を っ て gearing up, finished homework は し た. し か し そ の, device after と suppression コ ン ピ ュ ー タ の で communication between handicap of に よ り 観 start measuring が 遅 れ て い る. Now, メ メ カと カと are in a に situation where と are taking countermeasures against を検 to discuss て る る る. ま た, land don't で こ れ ま で に 観 measuring さ れ た sunlight absorption 収 ス ペ ク ト ル デ ー タ の a を with い て, large 気 の イ ソ プ レ ン concentration の リ ト リ ー バ ル parsing を try み た. イ ソ プ レ ン の suction 収 ス ペ ク ト ル が exist す る wave number to pay nearly 900 cm - 1 の 観 measuring デ ー タ に し seaborne て リ ト リ ー バ ル parsing ソ フ ト SFIT4 を with い て イ ソ プ レ ン の flow seaborne sha-lu カ ラ ム quantity と を parse error め た. Wave number of 6.5 cm - 1 の narrow 帯 domain と wave number of 25.4 cm - 1 の hiroo 帯 domain で parsing を い, results を し た と こ ろ, hiroo 帯 domain で は イ ソ プ レ ン の suction 収 ス ペ ク ト ル weeks 辺 の water steam 気 に よ る suction 収 と の dry involved の influence が narrow 帯 domain と than べ て less な い が デ ー タ when た り の computing time が narrow 帯 domain の の above 10 times Necessary で あ る こ と が わ か り, future の analytic で は narrow 帯 domain で さ ら に water steam 気 収 absorption parts except を す る optimization を お こ な っ て イ ソ プ レ ン concentration parsing に optimum な parsing プ ロ ト コ ル の beg を 検 into め る. さ ら に, past の don't 観 all の lu デ ー タ か ら flow seaborne sha-lu オ ゾ ン や ホ ル ム ア ル デ ヒ ド の 気 such as concentration of pollutants の parsing を い, lu don't に お け る big 気 pollutants の seasonal variations や long-term - move etc. の, 徴 を た.

项目成果

名古屋大学宇宙地球環境研究所

名古屋大学宇宙地球环境研究所

Global Atmospheric OCS Trend Analysis From 22 NDACC Stations

• DOI: 10.1029/2021jd035764
• 发表时间: 2022-02-27
• 期刊: JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES
• 影响因子: 4.4
• 作者: Hannigan, James W.;Ortega, Ivan;Wizenberg, Tyler
• 通讯作者: Wizenberg, Tyler

大気圏環境変動研究室

大气环境变化实验室

BIRA-IASB(ベルギー)

BIRA-IASB（比利时）

陸別高分解能FTIRによるイソプレンカラム量の長期変動解析

使用特定陆地高分辨率 FTIR 分析异戊二烯柱量的长期变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 長濱智生;村田功;森野勇
• 通讯作者: 森野勇