Meteorological research on dust hotspots by using Himawari-8 Dust RGB and lidar network

利用 Himawari-8 Dust RGB 和激光雷达网络对沙尘热点进行气象研究

• 批准号: 21K03659
• 负责人: 甲斐 憲次
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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-21K03659/
• 关键词: 黄砂ホットスポット; ひまわり8号ダストRGB; ライダー観測網; 黄砂; ホットスポット

ゴビ砂漠は、アジア大陸における黄砂の主要な発生源である。本研究では、ひまわり8号ダストRGBデータとモンゴルに展開するライダー観測網を活用して、黄砂のホットスポットを解明し、日本における大規模な黄砂の予測に資することを目的とする。主な結果は、次の通りである。2019年から始まるコロナ禍で、モンゴルに展開するシーロメーターとライダーの保守が一切行われず、現地ライダー観測の維持が困難な状況となった。特に、マンダルゴビ気象台に設置したシーロメーターCHM15k(独ルフト社製)に深刻な故障が発生した。この状況を打開するため、甲斐・神・河合は、2022年9月モンゴルに出張し、独ルフト社の技術者とZOOMで連絡を取りながら、現地シーロメーターの修理を行った。また、ダランザドガド気象台のシーロメーターCL51は、内蔵バッテリーが経年劣化したので、新品に交換した。このような保守作業により、質の高い観測データを得ることができるようになった。既観測データ解析の一環として、二つの解析を行った。第一の解析では、モンゴルのダランザドガド気象台で実施したダスト係留気球とシーロメーターの同時観測より、消散係数-質量変換係数 MECFを評価した。先行研究と比較すると、発生源地域から遠く離れるほど、MECFの値は小さくなる傾向がみられた。すなわち、MECFはダストのモード粒径に比例する。第二の解析では、自動車によるゴビ砂漠縦断観測により、ダスト濃度と植生指数の関係を調べた。黄砂ホットスポットでは、ダスト濃度が高く、かつ植生指数が低いことが明らかになった。河合は、全球エアロゾルモデルを用いて、黄砂は発生源や輸送経路の特徴から気温の低い極域に輸送されやすく、氷晶核として作用しやすいことを明らかにした。これらの業績により、河合は日本気象学会2022年度山本賞を受賞した。

戈壁滩是亚洲大陆黄沙的主要来源。这项研究的目的是利用 Himawari-8 尘埃 RGB 数据和部署在蒙古的激光雷达观测网络来澄清黄沙热点，并为预测日本大规模黄沙做出贡献。主要结果如下。由于2019年开始的冠状病毒大流行，蒙古部署的云高仪和激光雷达没有进行维护，导致现场激光雷达观测难以维持。特别是曼达尔戈维气象台安装的云高仪CHM15k（德国Luft公司制造）发生严重故障。为了克服这种情况，Kai、Kami 和 Kawai 于 2022 年 9 月前往蒙古，修复了那里的云高计，同时通过 ZOOM 与德国 Luft AG 的工程师进行了沟通。此外，达兰扎德嘎德气象台云高仪CL51的内置电池随着时间的推移而老化，因此更换了新电池。这种维护工作使得获得高质量的观测数据成为可能。作为观测数据分析的一部分，进行了两项分析。在第一个分析中，消光系数-质量转换系数 MECF 是通过使用蒙古 Dalanzadgad 气象观测站的尘埃系泊气球和云高仪同时观测来评估的。与之前的研究相比，随着距源区距离的增加，MECF值呈下降趋势。换句话说，MECF与灰尘的众数粒径成正比。在第二次分析中，我们通过汽车对戈壁沙漠的纵向观测，研究了沙尘浓度与植被指数之间的关系。黄沙热点地区沙尘浓度高、植被指数低。河合利用全球气溶胶模型揭示，由于来源和输送路线的特点，黄沙很容易输送到气温较低的极地地区，更容易充当冰晶核。由于这些成就，河合获得了日本气象学会颁发的 2022 年山本奖。

项目成果

High Sensitivity of Asian Dust Emission, Transport, and Climate Impacts to Threshold Friction Velocity

亚洲沙尘排放、运输和气候影响对阈值摩擦速度的高敏感性

• DOI: 10.2151/sola.2021-042
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 1.9
• 作者: Kawai Kei;Matsui Hitoshi;Kimura Reiji;Shinoda Masato
• 通讯作者: Shinoda Masato

High Potential of Asian Dust to Act as Ice Nucleating Particles in Mixed‐Phase Clouds Simulated With a Global Aerosol‐Climate Model

用全球气溶胶气候模型模拟的混合相云中亚洲沙尘极有可能充当冰核颗粒

• DOI: 10.1029/2020jd034263
• 发表时间: 2021
• 作者: Kawai Kei;Matsui Hitoshi;Tobo Yutaka
• 通讯作者: Tobo Yutaka

「越境大気汚染」，p.512-513, 日本地理学会編『地理学事典』

“越境空气污染”，第512-513页，地理学词典，日本地理学会编辑。

• 发表时间: 2023
• 作者: 甲斐憲次

Dust Hotspot in the Gobi Desert: A Field Survey in April 2019

戈壁沙尘热点：2019年4月实地调查

• DOI: 10.2151/sola.2021-023
• 发表时间: 2021-06-18
• 期刊: SOLA
• 影响因子: 1.9
• 作者: K. Kai;K. Kawai;Atsuya Ito;Yuki Aizawa;Yukio Minamoto;Erdenebadrakh Munkhjargal;E. Davaanyam
• 通讯作者: E. Davaanyam

アジアダストの氷晶核および雲・放射過程への影響に関する研究

亚洲沙尘对冰晶核及云/辐射过程的影响研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 河合慶