A study of transport processes of water vapor and ozone depleting substances to the lower stratosphere by high-resolution models

高分辨率模型研究水蒸气和臭氧消耗物质向平流层低层的输送过程

基本信息

批准号：
20H01977
负责人：
秋吉英治
金额：
$ 11.15万
依托单位：
National Institute for Environmental Studies
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度、MIROC6をベースにした化学気候モデル（CCM、水平解像度T85（約140km））にオゾン化学を簡略化した修正チャップマン反応（Hartmann, 1978, J. Atmos. Sci.）と亜酸化窒素（N2O）を導入したが、今年度はそれに引き続きCFC-11、CFC-12、ハロン1301、ハロン1211等のオゾン層破壊物質の導入を行った。これらのオゾン層破壊物質（ODS）の分解に関わるすべての化学反応を導入することによるモデルの負荷の増大を避けるため（特にOHやClによる分解を考えるとOHやClの予測もしなければならなくなるため考慮すべき化学反応が格段に増大する）、N2Oと同様、これらのODSは光解離とO(1D)との反応だけによってのみ分解されると仮定したモデル化を進めた。モデルで計算されたオゾン層破壊物質が、対流圏上部から成層圏にかけて分解されそこで濃度が急激に減少するような鉛直分布が再現できた。以上のMIROC6をベースにしたCCM開発においては、成層圏の化学過程を扱うのに必要な化学反応をほぼフルに導入したMMIROC3.2-CCMおよびMIROC5-CCMによるオゾン分布、N2O分布、ODS分布との比較を行いながら、簡略化した化学モデルの妥当性を確認した。並行して、NICAMの成層圏拡張バージョン（top高度1hPa（～50km））に、MIROC6ベースCCMと同様に上記の簡略された化学反応を導入する作業を行った。しかしながらモデルを１年くらい安定して走らせるまでには至らなかった。したがって次年度にはその原因を取り除き、このNICAM成層圏拡張バージョンCCMの１年程度の計算を成功させ、計算された東西風、気温、オゾン、水蒸気、ODSの分布および季節変化を解析し、MIROC6-CCMによる結果との比較と考察を行う。

Last year, we introduced modified Chapman reaction (Hartmann, 1978, J. Atmos. Sci.) and nitrous oxide (N2O) that simplified ozone chemistry into a MIROC6-based chemical climate model (CCM, horizontal resolution T85 (approximately 140km)), and nitrous oxide (N2O) this year, we continued to introduce ozone-depleting substances such as CFC-11, CFC-12，HALON 1301和HALON 1211。为了避免通过引入这些消耗臭氧化物质（ODS）分解所涉及的所有化学反应（尤其是考虑到OH和CL分解时，仅考虑到化学反应的范围，n2O的验证才能显着增加，并且仅通过veross ossoss ossose（and）的验证（尤其是在考虑到分解的情况下，并且clationptiations（尤其是在考虑到化学反应）的验证（尤其是在考虑到ver）的范围（尤其是在考虑到cl）的验证（尤其是在考虑到cltodiestiations）（尤其是在考虑到ver）的验证（尤其是）验证（尤其是）。在模型中计算出的臭氧耗尽物质可以重现，其中从对流层上的上层层分解到平流层，导致那里的浓度突然降低。在基于MiroC6的上述CCM开发中，通过比较MMIROC3.2-CCM和MIROC5-CCM的臭氧分布，N2O分布和ODS分布来证实简化化学模型的有效性，几乎完全融合了与平层化学化学模型的VELISIDES，几乎完全合并了所必需的化学反应。同时，我们以与基于MIROC6的CCM相同的方式将上述简化的化学反应引入了平流层扩展版本的NICAM（最高1 hPa（最高50 km））。但是，它没有达到模型可以稳定运行约一年的地步。因此，原因将在明年删除，CCM的NICAM平流层扩展版将成功计算大约一年，并且计算出的分布和季节性变化和使用Miroc6-ccm的结果和对比。