平成 27 年 1 月 26 日インド科学アカデミー物理学研究所との「国土交通省・開発途上国研究機関交流事業」実施結果について本事業は、開発途上国との研究交流を通じ、運輸関連技術の開発を促進するとともに、研究能力の向上を図ることにより、我が国及び開発途上国の運輸分野の発展に資することを目的としています。そのため、開発途上国の運輸分野において大きな問題となっている技術的課題を対象とし、開発途上国の運輸関係研究機関において当該課題の研究に従事している研究者を我が国に招へいし、国土交通省の研究機関等において問題解決のための研究を指導、実施しました。平成 26 年度事業において気象研究所では、「化学気候モデルによるアジア域の大気汚染・気候変動相互作用の研究」をテーマとして、インド科学アカデミー物理学研究所（以後、インド物理学研究所）と研究交流を実施しました。近年の経済発展に伴い大気汚染が深刻化する南アジア地域において、短寿命気候汚染物質（ CO2 やメタンなどの長寿命物質に対して、対流圏オゾンやエーロゾルなど短寿命だが気候変動に強い影響を及ぼす大気汚染物質のこと）の挙動と影響について、気象研究所の数値モデルと、インド物理学研究所の観測結果を用いて、理解を深めることを目的としました。１．担当者気象庁気象研究所環境・応用気象研究部同主任研究官梶野瑞王同主任研究官出牛真同主任研究官大島長室長眞木貴史２．招へい研究者・国名インド共和国・所属先インド科学アカデミー物理学研究所・職名及び氏名准教授 Dr.Varun Sheel 講師 Dr.Lokesh Kumar Sahu ３．研究期間・日程 Sahu 氏平成 26 年 9 月 23 日―10 月 15 日 Sheel 氏平成 26 年 10 月 11 日―11 月 8 日４．これまでの成果本研究では、汚染物質の移流拡散および大気中での化学反応を考慮した、化学気候モデルと領域化学輸送モデルを用いて、全球気候計算（約 100km 格子）とそれからのダウンスケーリング実験を行いました。ダウンスケーリング実験は南アジア領域（図１）を対象とし、水平解像度 20km で行った。図１にそのモデルの領域と、モデル標高（ m）を示します。図１．ダウンスケーリングモデルの領域とモデル標高計算期間は、インド物理学研究所（図１中 ×印）において揮発性有機化合物（ Volatile Organic Compounds; VOCs）の観測が行われた、 2014 年の 12 月から 2015 年 2 月までの 3 ヶ月間を対象としました。 VOCs は、短寿命気候汚染物質の一つである対流圏オゾンの生成に重要な役割を果たしますが、それぞれの化学成分ごとの測定は高度な技術が要求されるため、観測結果は場所・時間ともに非常に限られているため、当該地域ではモデル結果の評価が為されたことはありませんでした。図２に、VOCs の観測結果とモデル結果の時系列図の比較を示します。上は主に人為起源の汚染物質であるアセトン、下は主に植物起源の物質イソプレンの比較です。アセトンについては、モデルは 10 分の 1 の過小評価、さらに日内変動、日々変動の再現性は不十分であることが分かりました。植物起源のイソプレンもまた 10 分の 1 程度の過小評価だが、人為起源のアセトンに比べて、モデルの排出量は植物活動を考慮しているため、日内変動の再現性は良いことが示されました。当該地域で、これら VOCs 物質の観測を実施したのはインド物理学研究所が初めてであり、モデルとの比較により、南アジア域での VOCs の排出量やその光化学反応メカニズムの理解がまだ不十分であることが判明しました。 2.0 model obs 15 1.5 1.0 10 0.5 5 0.0 0 25-11-2013 9-12-2013 23-12-2013 6-1-2014 20-1-2014 Aectone model. (ppbv) Aectone obs. (ppbv) 20 3-2-2014 date 2.0 model obs 15 1.5 10 1.0 5 0.5 0 25-11-2013 Isoprene model. (ppbv) Isoprene obs. (ppbv) 20 0.0 9-12-2013 23-12-2013 6-1-2014 20-1-2014 3-2-2014 date 図２．アフマダバード市における VOCs のモデルと観測の比較。上はアセトン、下はイソプレンを示す。５．所感、今後に向けて観測データの収集と比較によるモデルの検証は、モデルの開発改良研究にとって必要不可欠であるものの、気象観測ネットワークと比較すると、国際的にも大気化学物質の観測網は十分に確立されているとは言えず、個人的な関係に基づくデータ交換が必要となっているのが現状であります。今回の研究で初めてモデル側の様々な課題が浮き彫りになりました。南インド地域で先端的な大気化学観測網を展開しているインド物理学研究所と信頼関係を構築し、共同研究を構築するにあたって、本交流事業は極めて有効に機能したと実感しています。インド物理学研究所の Sahu、 Sheel 両氏とは、これまでメールベースの議論に基づいて互いが独立して（互いの研究リソースを共有することなく）共同研究を進めて来ました（ Sahu et al., 2013a, b; Sahu et al., 2014; Sheel et al., 2014）。本交流事業の結果、観測結果を共有し、また化学気候モデルを貸与するなど、協力関係がさらに深まり研究の推進力が向上しました。そして深さだけでなく、本事業のメンバーの共同研究者ネットワークを含めた、協力関係のさらなる広がりが今後も期待されています。