多成分衛星観測の統合に基づく硫酸・硝酸・アンモニウム塩エアロゾル経年変動の解明

基于多分量卫星观测整合阐明硫酸、硝酸盐和铵盐气溶胶的长期变化

• 批准号: 22K12353
• 负责人: 関谷 高志
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12353/
• 关键词: エアロゾル; 大気汚染; 気候変動; データ同化; 数値シミュレーション; 排出量変化; 化学輸送モデル

本年度は、申請者がこれまで開発・利用してきたNO2を対象としたデータ同化システムを、SO2・エアロゾル光学的深さ（AOD）などのエアロゾルに関連する衛星観測も対象とし、エアロゾルおよびその前駆物質の排出量逆算が可能なシステムへと拡張した。数ヶ月の試験的計算とデータ同化に使用していない地上観測・航空機観測を比較し、データ同化システムの性能を評価した。硫酸塩・硝酸塩・アンモニウム塩（SNA）エアロゾル濃度は、東アジア・北米・域の地上観測・海洋上の航空機観測と比較して改善することが確認された。その一方で、一次有機エアロゾル、鉱物ダスト、海塩など大気に直接排出される一次エアロゾルは過大評価が悪化し、再現性には未だ課題があることが判明した。さらに、NO2およびSO2を対象とした開発段階のデータ同化システムを用いて、新型コロナウィルス（COVID-19）の世界的感染拡大に伴う社会経済活動の変化が大きい2020 年前半の期間に着目した排出量およびエアロゾル濃度の変動の解析も行った。その結果、東アジア・北米・ヨーロッパ地域では、2020年4月のロックダウンによってNOx、SO2排出量がそれぞれ19-25%、14-20%減少していたと推定された。化学輸送モデル数値計算により、これらの地域における排出量減少は、8-21%のSNAエアロゾル量減少を引き起こしたと推定された。SNAエアロゾル濃度の減少量は排出量減少量に比例しておらず、非線形な大気化学プロセスによるフィードバックを通じて非線形な応答を示すことを明らかにした。また、SNAエアロゾル減少が地球規模の放射収支に+0.14 W m-2の影響を与えうることを明らかにした。

This year, applicants have been invited to explore the possibility of using NO2 as a target for data assimilation, SO2 as a target for optical degradation (AOD), and satellite measurements as a target for data assimilation and emission reduction. A few months of trial computation and data assimilation were used in ground and aircraft test comparisons and data assimilation system performance evaluations. Sulfuric acid, nitric acid, and other substances (SNA) were identified by comparing their concentrations with those of terrestrial and marine measurements. For example, the first time in a row, the first time in a row, the second time in a row, the third time in a row, the fourth time, the fourth time in a row, the fourth time, the fourth time, the fourth time in a row, the fourth time In the first half of 2020, NO2 and SO2 emissions will be analyzed in the light of changes in emission levels and concentrations of COVID-19 in the world. As a result, NOx and SO2 emissions decreased by 19-25% and 14-20% respectively in April 2020. Chemical transport values are calculated and estimated to decrease by 8-21% of SNA emissions. The decrease in the concentration of SNA is proportional to the decrease in the amount of emission. The impact of SNA emission reduction on earth-scale radiation expenditure of +0.14 W m-2 is similar to that of SNA emission reduction.