4次元変分同化手法の全球エアロゾル気候モデルへの導入と気候影響評価に関する研究

4维变分同化方法引入全球气溶胶气候模型及气候影响评估研究

• 批准号: 09J03928
• 负责人: 弓本 桂也
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J03928/
• 关键词: 物質輸送モデル; データ同化; エアロゾル; 4次元変分法; アンサンブルカルマンフィルタ

特別研究員申請時の年次計画(2年目)に鑑み、本年度は物質輸送モデルへのデータ同化手法の導入とその検証に重点を置き研究を行った。まず、全球エアロゾル気候モデルSPRINTARSに4次元変分法の導入を行った。SPRINTARSから気象計算を取り除き、外部データによって駆動するオフライン版のSPRINTARSを構築、そのオフライン版SPRINTARSを対象にアジョイントモデルを導出し、SPRINTARS/4D-Var同化システムを開発した。開発した同化システムに対して、理想的な仮想観測データを用いることによって、SPRINTARS/4D-Varの実行可能性を確認するとともに、本研究の最終目標の一つであるSPRINTARS/4D-Varを用いたエアロゾルの排出源逆推定が現実的に実行可能であることを確認した。また、実際の衛星観測データを用いた同化実験にも着手しており、東アジア域の土壌性粒子(黄砂)に適用し、発生源強度・分布の逆推定を行った。この結果は、日本気象学会2010年度春季大会にてポスター発表を行った。また、本年度は日本学術振興会優秀若手海外派遣事業を利用し、米国Harvard大学Daniel Jacob教授のグループと8ヶ月に及ぶ共同研究を行った。現地では、世界的に広く利用されているGEOS-Chemモデルにアンサンブルベースのデータ同化手法を導入したデータ同化システムを構築し、いくつかの同化実験を行った。打ち上げが計画されている静止地球観測衛星は従来の極軌道衛星に比べ、時空間に渡って高密度のデータの取得が期待されている新しい観測手段である。本研究では、静止地球観測衛星を仮想したデータと従来の観測を仮想したデータの同化実験の比較を行い、東アジア域の大気汚染を正確に予報するためには、静止地球観測衛星による観測データが非常に有効であることを確認した。この結果は、日本気象学会2010年度秋季大会にて発表済みである。最後に特筆する事項として、2010年度の日本気象学会山本正野論文賞を受賞した。受賞論文は本研究計画の基礎を担った研究である。

The annual project (2 years) at the time of application of the special researcher is to identify and conduct research on the introduction and identification of material transport and assimilation methods in this year. The introduction of SPRINTARS 4-dimensional analysis method is carried out in the world. SPRINTARS: Image calculation, subtraction, external data transfer, construction, derivation, SPRINTARS/4D-Var assimilation The ultimate goal of this study is to confirm the feasibility of the application of SPRINTARS/4D-Var in the inverse estimation of emission sources. In addition, the actual satellite measurement data are used to estimate the distribution of soil particles (yellow sand) in the eastern region. As a result, the Japan Meteorological Society 2010 Spring Conference was held in Beijing. This year, the Japan Society for the Promotion of Science has made use of outstanding overseas assignments, and Professor Daniel Jacob of Harvard University has conducted joint research in August. GEOS-Chem is the world's leading technology for data assimilation. The geostationary satellite and the polar orbiting satellite are expected to achieve high density and high accuracy in space and time. This study confirms that geostationary satellites are capable of detecting and analyzing large amounts of pollution in the region. The results of this research are as follows: Japan Meteorological Society 2010 Autumn Conference Finally, the 2010 Japan Meteorological Society Yamamoto Masano Paper Award was awarded. The award paper is based on the research project.

项目成果

Trans-pacific dust transport: integrated analysis of NASA/CALIPSO and a global aerosol transport model

• DOI: 10.5194/acp-9-3137-2009
• 发表时间: 2009-05
• 期刊: Atmospheric Chemistry and Physics
• 影响因子: 6.3
• 作者: K. Eguchi;I. Uno;K. Yumimoto;T. Takemura;A. Shimizu;N. Sugimoto;Zhaoyan Liu

Intercontinental Transport of Large-Scale Dust Veil Originated in the Taklimakan Desert

源自塔克拉玛干沙漠的大面积尘幕的洲际输送

• 发表时间: 2009
• 作者: 板橋;他;Keiya Yumimoto;杉田浩崇;弓本桂也;杉田浩崇;弓本桂也;弓本桂也;Keiya Yumimoto;Keiya Yumimoto
• 通讯作者: Keiya Yumimoto

山本正野論文賞記念講演、物質輸送モデルとデータ同化-予報・再解析・発生源逆推定-

山本正野论文奖纪念讲座，大众运输模型和数据同化 - 预测、再分析、逆源估计 -

• 发表时间: 2010
• 作者: 板橋;他;Keiya Yumimoto;杉田浩崇;弓本桂也;杉田浩崇;弓本桂也
• 通讯作者: 弓本桂也

Ensemble based data assimilation with global aerosol climate model

基于集合的数据同化与全球气溶胶气候模型

• 发表时间: 2009
• 作者: 板橋;他;Keiya Yumimoto;杉田浩崇;弓本桂也;杉田浩崇;弓本桂也;弓本桂也;Keiya Yumimoto
• 通讯作者: Keiya Yumimoto

Summertime trans‐Pacific transport of Asian dust

• DOI: 10.1029/2010gl043995
• 发表时间: 2010-09
• 期刊: Geophysical Research Letters
• 影响因子: 5.2
• 作者: K. Yumimoto;K. Eguchi;I. Uno;T. Takemura;Z. Liu;A. Shimizu;N. Sugimoto;K. Strawbridge