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統合的観測解析システムの構築による全球・アジア太平洋の炭素循環の変化の早期検出(平成 28年度)
Integrated observation and analysis system for early detection of carbon cycle change globally and in Asia-Pacific region

予算区分
BA 環境-推進費(委託費) 2-1401
研究課題コード
1416BA004
開始/終了年度
2014~2016年
キーワード(日本語)
炭素循環,統合解析,インバージョンモデル,変化検出,アジア太平洋
キーワード(英語)
carbon cycle, integration analysis, inversion model, change detection, Asia-Pacific

研究概要

GOSATや航空機を利用したCO2の地球規模での観測、アジア太平洋での炭素収支観測において我が国が持つ研究基盤の優位性を活かし、観測データのもつ情報を最大限に活かす統合的観測解析システムを構築する。そのための観測データの整備、解析システムの開発改良、炭素収支評価の高精度化を行う。
 このため、第一に、多様で大量の観測データを統合し、最大限利用できる解析システムの設計開発を行う。特に、これまで複数の研究グループが開発改良してきた複数の大気輸送モデル、インバージョン・データ同化手法の新たな統合解析システムに対する適用可能性を比較検討し、温室効果ガス収支の高精度評価、各種パラメータの自動設定が可能でかつ長期安定運用できるシステムとして最適な組み合わせを策定する。第二に、アジア太平洋で特に有効なCONTRAILデータについて、データ整備を強化すると同時に、その時空間的な不均一性の影響を最小限にするためのデータ最適化手法の開発改良を行う。また、炭素収支評価において誤差要因となりうる都市域や成層圏データの影響評価や、各地域における観測データの時空間代表性の評価を行う。第三に、確立された統合的観測解析システムにより全球・アジア太平洋の炭素収支、特に国・地域別の炭素収支の評価を行う。その結果を統合された陸域観測データと経験モデル、プロセスモデル等に基づくボトムアップ法による結果と比較し不確実性の評価を行う。さらに、炭素循環のホットスポットの検出を行う。

研究の性格

  • 主たるもの:技術開発・評価
  • 従たるもの:モニタリング・研究基盤整備

全体計画

 全球特にアジア太平洋で収集される衛星・航空機等による大気中CO2濃度観測データ、地表でのCO2フラックス観測データなどの多様で大量の温室効果ガス観測データの総合的な整備提供を行い、その情報を最大限に活用するためのインバージョン・データ同化手法の適用性を評価する。アジア太平洋で炭素循環の変化が起こる可能性のある地域や要因について調査するため、既存のデータを用いて予備解析を行う。
 温室効果ガス関連の観測データの整備提供を進めるにあたり、アジア太平洋の炭素収支の高精度化に特に有効であるが解析システムへの融合に技術的課題のある高頻度航空機観測データについて、データを最適に入力するためのシステムを確立する。同時に、ホットスポット解析に必要となる特定地域のデータ融合手法の構築とボトムアップ手法に基づくホットスポット解析に着手する。
 観測データのもつ情報を最大限に活かし、各種パラメータの自動設定が可能で、かつ長期暗転運用の可能な統合的観測解析システムを構築する。このシステムによる算出結果、ならびにこれまでの研究で得られた各種解析結果をもとに、全球・アジア太平洋の国別・地域別の炭素収支の評価、炭素循環の変化の大きい地域の検出、将来大きな変化の起こる可能性のある地域(ホットスポット)の推定を行う。

今年度の研究概要

 インバージョン・データ同化手法に基づく統合的観測解析システムの構築を行う。全サブテーマと協同で国別・地域別の炭素収支の総合的な評価、変化の検出、ホットスポットの推定について、結果のとりまとめを行う。
 独自の解析システムによる結果も利用して、大気輸送モデルと同化手法の改良と最適化、及び多種多様な観測データの組織的な増強がアジア太平洋の炭素収支評価の不確実性低減に与えた効果を評価する。ホットスポット候補地域周辺においても、同様に本研究による新規手法の導入がもたらす精度向上効果を評価する。
 航空機観測データと同化技術によるCO2解析手法の検証を行い、オペレーショナルな運用のための調整と改良を施し、統合解析システムに活用する。
 ボトムアップデータの活用に基づき、地域別(国や地域別、及び緯度帯別)に炭素収支空間分布の時間変化を解析し、変化の大きい地域と将来変化の起こる可能性のある地域(ホットスポット)を推定し、その変化を引き起こす要因を示す。

外部との連携

国立研究開発法人海洋研究開発機構、気象庁気象研究所

課題代表者

三枝 信子

  • 地球環境研究センター
  • 副センター長
  • 博士(理学)
  • 理学 ,地学,生物学
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担当者