Evaluation of global budget and diurnal variatoin of tropospheric ozone based on satellite observations

対流圏オゾンは温室効果ガスであり有毒な大気汚染物質である。成層圏から流入するオゾン（STTオゾン）の量は、オゾンの気候影響の評価に必要な対流圏オゾンのglobal budgetを決める。一方、対流圏ではオゾン前駆物質の光化学反応を介してオゾンが生成され、高度0-3 kmに存在するLMTオゾンは生活環境の大気質に直接的に影響を与える。このため、STTオゾンの規模・頻度・領域依存性と、LMTオゾンの生成プロセスの理解につながる日変化の両方を明らかにすることが重要である。全球で対流圏オゾンの高度分布と日変化の両方の観測を行うことができるのは、太陽を光源としない下方視型の熱赤外衛星センサーのみである。本研究は、衛星GOSAT/TANSO-FTS、GOSAT-2/TANSO-FTS-2の極めて高い波数分解能の熱赤外スペクトルの情報量を最大限に活用して、対流圏全体のオゾンの詳細な高度分布を全球・昼夜で高精度に観測し、これらの両方を明らかにする研究である。令和4年度は、GOSAT/TANSO-FTSのTIRバンドで観測されたスペクトルから導出したオゾンの鉛直濃度プロファイルデータが中・上部対流圏および成層圏のオゾン濃度の特徴を捉えられているかについて評価した。TANSO-FTSの各気圧面における全球オゾン濃度分布の特徴を年毎・月毎に確認したところ、各年の3月の北半球中緯度の中部対流圏でTANSO-FTSのオゾン濃度に経度方向に非一様性が見られ、成層圏からの輸送と水平輸送で特徴づけられる中部対流圏のオゾン濃度の緯度・経度分布をTANSO-FTSによる観測が捉えている可能性が示された。また、成層圏についても、TANSO-FTSのオゾン濃度データは、2010/2011年の北極の極渦内の大規模なオゾン減少を捉えられていることが確認できた。

対流圏オゾンは温室効果ガスであり有毒な大気汚染物質である。成層圏から流入するオゾン（STTオゾン）の量は、オゾンの気候影響の評価に必要な対流圏オゾンのglobal budgetを決める。一方、対流圏ではオゾン前駆物質の光化学反応を介してオゾンが生成され、高度0-3 kmに存在するLMTオゾンは生活環境の大気質に直接的に影響を与える。このため、STTオゾンの規模・頻度・領域依存性と、LMTオゾンの生成プロセスの理解につながる日変化の両方を明らかにすることが重要である。全球で対流圏オゾンの高度分布と日変化の両方の観測を行うことができるのは、太陽を光源としない下方視型の熱赤外衛星センサーのみである。本研究は、衛星GOSAT/TANSO-FTS、GOSAT-2/TANSO-FTS-2の極めて高い波数分解能の熱赤外スペクトルの情報量を最大限に活用して、対流圏全体のオゾンの詳細な高度分布を全球・昼夜で高精度に観測し、これらの両方を明らかにする研究である。令和4年度は、GOSAT/TANSO-FTSのTIRバンドで観測されたスペクトルから導出したオゾンの鉛直濃度プロファイルデータが中・上部対流圏および成層圏のオゾン濃度の特徴を捉えられているかについて評価した。TANSO-FTSの各気圧面における全球オゾン濃度分布の特徴を年毎・月毎に確認したところ、各年の3月の北半球中緯度の中部対流圏でTANSO-FTSのオゾン濃度に経度方向に非一様性が見られ、成層圏からの輸送と水平輸送で特徴づけられる中部対流圏のオゾン濃度の緯度・経度分布をTANSO-FTSによる観測が捉えている可能性が示された。また、成層圏についても、TANSO-FTSのオゾン濃度データは、2010/2011年の北極の極渦内の大規模なオゾン減少を捉えられていることが確認できた。