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

基本信息

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

项目摘要

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。

今年，申请人已经开发和使用的NO2的数据同化系统已经扩展到包括与气溶胶相关的卫星观测值，例如SO2和气溶胶光学深度（AOD），并已扩展为允许对气溶胶及其前溶剂的排放量反向计算的系统。我们比较了几个月的实验计算与未用于数据同化的地面和飞机观测值，并评估了数据同化系统的性能。已经证实，与东亚，北美和该地区的地面和海洋飞机观测相比，硫酸盐，硝酸盐，铵盐（SNA）气溶胶浓度有所改善。另一方面，直接排放到大气中的主要气溶胶，例如主要有机气溶胶，矿物灰尘和海盐，已经恶化了高估，并且发现可重复性仍然带来挑战。此外，使用针对NO2和SO2的开发阶段数据同化系统，我们还分析了由于COVID-19的全球蔓延而引起的社会经济活动变化（COVID-19）（COVID-19）。结果，据估计，由于2020年4月的锁定，在东亚，北美和欧洲，NOX和SO2排放分别下降了19-25％和14-20％。化学转运模型的数值计算估计，这些区域的排放减少导致SNA气溶胶量减少8-21％。发现SNA气溶胶浓度的降低与排放量的减少不符，并通过非线性大气化学过程通过反馈表现出非线性反应。它还显示，SNA气溶胶减少可能对全球辐射平衡产生+0.14 W M-2的影响。