2007年08月22日
独立行政法人海洋研究開発機構
海洋研究開発機構(理事長 加藤康宏)地球環境フロンティア研究センター大気組成変動予測研究プログラムの滝川雅之研究員と秋元肇プログラムディレクターは、東京大学気候システム研究センター高橋正明教授と共同で、首都圏を対象に、有害物質であるオゾン(オキシダント)(※1)の化学天気予報システム(図1)を開発しました。本システムを用いれば、首都圏各地で、オゾン濃度が高くなる時間と場所を予測することが可能となります。この成果は8月22日、日本気象学会の英文レター誌「SOLA」に掲載される予定です。
最近、我が国における光化学オキシダント注意報の発令回数が増加する傾向にあり、中国からの越境大気汚染が議論されています。光化学オキシダントは、目や呼吸器への影響のため学校における体育の授業が中止されるなど、その社会的影響が大きく、より精度の高い当日予報が求められています。
これまでの光化学オキシダント予報は、主に過去の統計や都市近傍のみの計算モデルを基にしたものであり、周辺地域や越境大気汚染までを含めた予報計算はほとんど行われてきませんでした。
本研究では、これまで当研究グループが開発・利用してきた全球化学輸送モデル(CHASER)(※2)を用いた領域スケール(※3)の化学天気予報システムと領域化学輸送モデル(WRF/Chem)(※4)とを組み合わせて、首都圏を対象としたオゾン(オキシダント)当日予報システムを開発しました。その結果、大陸をわたるオゾン前駆物質を含む汚染気体の輸送と都市スケールの大気汚染とを同時に評価することが可能となりました。
この予報システムを用いた首都圏におけるオゾン濃度の予測値と環境省などによる観測値とを比較したところ、高い相関が得られ、首都圏各地(分解能5km間隔)における午後1時のオゾン濃度を当日の午前9時までに予測できることが確認されました。
図3に2007年7月27日及び28日について本システムによる午前9時に予報した午後1時のオゾンの予報マップを環境省大気汚染物質広域監視システム「そらまめ君」による同時刻の首都圏の常時監視データとを重ねて表示した。
同濃度の計算値と実測値のオゾンを同じ色で表しているので、色が合っていれば予報が正しかったことを示す。27日には東京南部から神奈川県に高濃度オゾンが出現し、28日には埼玉県から北に高濃度オゾンが出現することが、正しく予報されている。
2. 各地の監視局における1ヶ月データとの比較図4は2006年8月1日から31日までの1ヶ月間の埼玉、神奈川、東京の各監視局におけるオゾンの実測と予報を比較したものである。
オゾンの高濃度日は比較的良く予報されているが、例えば8月8日など、全く当たっていない日も見られる。この理由として、この日には3つの台風が日本列島に接近し、モデルに使用している気象予報に関するデータ自体が当たらなかったためと考えられる。
同期間の首都圏251ヶ所の常時監視データと予測値を比較したところ、相関係数0.7以上(※8)と高い相関が得られ、予測が可能であることが十分に確認された。