エアロゾルの変質過程と雲物理降水過程に関するレーダー観測とモデリング

气溶胶蚀变过程和云物理降水过程的雷达观测与建模

• 批准号: 14048214
• 负责人: 植田 洋匡
• 金额: $ 3.01万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14048214/
• 关键词: エアロゾル活性化; 雲物理; ビンモデル; ガス--エアロゾル平衡; エアロゾルダイナミックス; 火山性ガス; 酸性雨; エアロゾル変質; ガス-エアロゾル平衡

本研究では、対流圏エアロゾルの変質過程(エアロゾルの活性化→雲核→雲粒)から雲形成、降水に至る過程を観測とモデリングによって統一的に把握することを目的とした。観測は、京都大学信楽MU観測所において実施した。各種レーダーに地上サンプリングを加えた観測体制を構築し、東アジア各地域で行われる対流圏エアロゾルの地理的分布観測と同期した観測を実施して、対流圏エアロゾルの活性化と、その後の雲核→雲粒→氷晶、雲、雪、雹へと成長する各々の雲微物理過程を、マイクロスケールの乱流変動との相互作用、積雲対流との相互作用との関連において調べた。さらに、対流圏エアロゾルの変質過程について、観測結果に基づいたモデリングを行い、これをこれまで開発してきたメソ気象モデルと汚染物質の輸送・反応・沈着モデルに統合してシミュレーション実験を行い、対流圏エアロゾルの変質過程から雲形成、降水に至る過程の全容を把握する事を目的とし、最終的には、エアロゾルの雲微物理過程を原因とする間接的放射強制力(エアロゾルによる地球寒冷化)の見積もりを目指した。モデリング:観測結果を踏まえ、次の2点に重点をおいてモデリングを実施した。1)大気エアロゾルの熱力学平衡(水分を含めた揮発性分の平衡)とダイナミックス(平衡に至る過程)無機揮発性分に加えて、カーボネートを含む有機エアロゾルの「熱力学平衡モデル」を構築した。この熱力学平衡に至る過程、すなわち、気相からの水蒸気、揮発性ガスの物質移動によりエアロゾルの成長、活性化過程をモデリングして、最終的に「エアロゾルのダイナミックスモデル」を構築した。2)大気エアロゾルの増加の雲物理、降水過程に及ぼす影響構築したエアロゾル・雲粒スペクトルモデルに、「ガス・エアロゾル平衡モデル」と「エアロゾルダイナミックスモデル」を結合して、エアロゾルの増加が雲物理、降水過程に及ぼす影響を評価した。また、これまで開発してきた気象モデルと汚染物質の輸送・反応・沈着モデルに統合してシミュレーション実験を行い、対流圏エアロゾルの変質過程から雲形成、降水に至る過程の全容を探った。

The purpose of this study is to measure and control the qualitative process of cloud formation and precipitation, and to control the unified process of cloud formation and precipitation. Kyoto University Information Center Various types of cloud microphysical processes such as cloud core, cloud particle, crystal, cloud, snow, hail, and growth, cloud microphysical processes such as cloud microphysical processes, turbulence, and interaction, are also discussed. Cumulus flow interaction and correlation In addition, the quality process of the flow cycle, the measurement results, the basic conditions, the operation, the development, the improvement of the weather image, the transportation, the reaction and the deposition of the pollutants, the integration of the quality process of the flow cycle, the cloud formation, the precipitation and the complete process, the purpose and the final goal of the process. The causes of cloud microphysical processes and indirect radiation stress (e.g., global cooling) are discussed. The results of the test are as follows: 1)The thermodynamic equilibrium of large organic compounds (equilibrium of volatile components containing water) and the thermodynamic equilibrium of inorganic volatile components (equilibrium to equilibrium process) are constructed. The thermodynamic equilibrium process, phase change, water evaporation, volatile matter movement, growth and activation process, and the final "phase change" are constructed. 2)Cloud physics, precipitation process, and cloud impact of the increase in atmospheric pressure are evaluated in combination with cloud physics, precipitation process, and cloud particle selection,"equilibrium" and "cloud particle selection." To explore the process of cloud formation, precipitation and mass transfer of pollutants in the process of transportation, precipitation and mass transfer

项目成果

Ueda, H., Fukui, T.et al.: "Eddy diffusivity and its stability dependence in clear free atmosphere measured by MU radar system"J.Atoms.Sci.Proc.Int'l Workshop of Flow and Dispersion Phenomena. (in press). (2003)

Ueda, H.、Fukui, T.等人：“MU 雷达系统测量的清晰自由大气中的涡扩散率及其稳定性依赖性”J.Atoms.Sci.Proc.Intl 流动和色散现象研讨会。

An, J., Ueda, H.et al.: "Simulated impacts of SO2 emissions from the Miyake Volcano on Concentration and deposition of sulfur oxides in Sep. and Oct. of 2000"Atomos.Environment. 37. 3039-3046 (2003)

An, J., Ueda, H.et al.：“2000 年 9 月和 10 月三宅火山 SO2 排放对硫氧化物浓度和沉积的模拟影响”Atomos.Environment。

Satsumabayashi, H., Ueda, H.: "Effects of volcanic effluents on aerosol and precipitation compositions in the mid troposphere over central Japan"Journal of Geophysical Research D. 107・3(in press). (2003)

Satsumabayashi, H., Ueda, H.：“火山流出物对日本中部对流层中部气溶胶和降水成分的影响”地球物理研究杂志 D. 107・3（出版中）。

Terada, H., Ueda, H., Wang.Z.: "Trend of acid rain and neutralization by yellow-sand in East Asia --A numerical study --"Atmospheric Environment. 36・3. 503-509 (2002)

寺田H.、上田H.、王Z.：“东亚地区酸雨的趋势和黄沙中和——数值研究——”大气环境36・3（2002）。

An J., Ueda, H., Matsuda, K.: "Sensitivity of monthly concentrations of O3 and NOy to the vertical eddy diffusivity parameterization"Atmospheric Environment. 37(in press). (2003)

An J.、Ueda, H.、Matsuda, K.：“O3 和 NOy 月浓度对垂直涡流扩散系数参数化的敏感性”大气环境。