大気化学・エアロゾル・気候結合モデル
成層圏のオゾン（オゾン層）は有害な紫外線を遮断するという重要な役割を持ち、気候変動にとっても無視できない存在です。一方対流圏中でも窒素酸化物（NOx）や炭化水素類などの汚染物質から化学反応を介してオゾンが生成されます。対流圏中のオゾンは植物・人体に有害であり、強力な温室効果気体としても重要性が認識されています。また、対流圏オゾンを中心とする化学反応はメタンやハローカーボン類などの他の温室効果気体の大気中濃度をコントロールし、酸性雨・気候変動に重要な硫酸塩エアロゾル（粒子物質）の生成過程にも深く関与しています。従って、対流圏・成層圏オゾン化学／エアロゾルは地球システムの一部であり、これらと気候の相互作用を表現可能なモデルの構築は気候予測および大気環境予測両面において重要な課題です。
共生プロジェクト第2課題・地球システム統合モデル開発の枠組みの中では大気化学・エアロゾル・気候の結合モデルを構築しています（図1）。モデルは基本的に化学・気候モデルCHASER（*1）とエアロゾル・気候モデルSPRINTARS（*2）を基にしており、詳細な化学反応・エアロゾル生成反応過程、オゾンやエアロゾルの放射・雲への影響を考慮し、上述のような大気化学・エアロゾル・気候の相互作用が網羅されています。現在はこの大気化 |
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学・エアロゾルモデルは地球システム統合モデル本体に導入され、炭素循環だけでなくオゾンやエアロゾルとの相互作用も考慮に入れた気候変動予測が可能になりつつあります。
大気化学と気候の相互作用：地球シミュレータを用いた実験
大気化学と気候の相互作用を理解するための前段階的な実験を地球シミュレータ上で行っています。実験では将来の対流圏オゾン汚染やメタンなどの分布が気候変動によってどのように影響を受けるかCHASERを用い予測計算を行っています。結果の一例として、図2に21世紀中の全球平均メタン濃度の時間発展の計算値を示します。シナリオの違いにより異なった増加量が予測されていますが、いずれの場合にも温暖化を考慮すると水蒸気増加・気温上昇により化学反応が促進され2100年のメタン増加は20-30％緩和されることが分かります。実験ではオゾンや硫酸塩などの分布も温暖化により化学反応を介して著しく変調を受けることが予測され、気候変動が化学反応を介して与える影響（フィードバック）が明らかになってきています。今後はオゾンやエアロゾルの変動が気候変動にどのような影響を与えるかについて評価実験を計画しています。 |
