重点2. 成層圏オゾン層変動のモニタリングと機構解明（平成 16年度）
2. Monitoring of stratospheric ozone layer changes and understanding their mechanisms

研究概要

オゾン層の保護にむけて、オゾン層保護条約やモントリオール議定書を始めとする国際的な取り決めによる特定フロン等のオゾン層破壊物質の規制を中心とした対策が施されてきた。その結果、フロン等の濃度は成層圏においても減少傾向に転ずるに至り、オゾン層破壊物質濃度に関しては確かに規制の効果は認められる状況となった。しかしながら、オゾン層の回復の観点からは、依然として、最大規模の南極オゾンホールの発現や北極域の春季オゾン破壊が進んでいるなど、必ずしも当初の予測通りには事態は進行していない。予測と現実との差異の原因は、成層圏の気象・気候や極成層圏雲の物理・化学過程とオゾン破壊に関する科学的知見の不足にあると考えられる。よって今後のオゾン層の変化を予測するためには、オゾン層破壊機構理解の一層の深化を図り、また成層圏オゾン層の状況の監視を行うことが必要である。そのため、環境省および国立環境研究所では人工衛星搭載オゾンセンサーや地上設置遠隔計測機器を用いたオゾン層の観測、データ解析研究、モデル研究などを続けてきた。
中期計画期間は、成層圏でのオゾン層破壊物質濃度がピークから緩やかな減少傾向に転ずる時期に相当しており、今後のオゾン層がフロン等の減少に伴い順調に回復に向かうか、の問いに答えるステージにある。将来のオゾン層変動を予測する上で、その変動メカニズムを把握する事が必要である。そのためには詳細なオゾン層の監視が不可欠である。とりわけ極域（高緯度域）成層圏オゾン層は、種々の要因の影響を最も顕著に受ける領域と考えられ、また極域のオゾン層破壊が中緯度域のオゾン層にも影響を与える事が想定される。そこで本プロジェクトでは、高緯度域を対象にした人工衛星搭載センサー（衛星観測）、及び中緯度域に設置した地上遠隔計測機器等によるオゾン層の観測を行い、オゾン層変動の監視やオゾン層変動機構の解明に資するデータを国内外に提供する。さらに、データ解析、モデリング等によりオゾン層変動機構に係る科学的知見の蓄積を図り、将来のオゾン層変動の予測、検証に貢献することを目的とする。

全体計画

ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂を行う。SOFISデータ処理運用システムの開発研究を行う。つくば設置のミリ波オゾン分光計の広帯域化を進める。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを実施する。地上リモートセンシングデータ及びILASデータを用いた解析を行う。データ解析に基づく極域プロセスの分析とモデルモジュールの検証を行う。(13年度)
ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂を行う。SOFISデータ処理運用システムの開発を行う。つくば設置のミリ波オゾン分光計の広帯域化を完了する。オゾンレーザーレーダーの再解析を行う。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを実施する。ILAS-II観測の初期チェックを行う。ILASおよび地上観測データ解釈へのモデルの応用とオゾン層破壊関連物質の分布のモデル分析を行う。(14年度)
ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂、データの処理・提供を行う。SOFISソフトウェアシステムの開発を継続する。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを継続する。再解析されたオゾンレーザーレーダーデータの検証を行う。地上及び気球観測データを用いたILAS-IIデータの検証解析を行い、データ処理ソフトウェアの改訂に資する。ILAS-IIデータを用いた解析研究を開始する。ILASおよび地上観測に基づく特異事象へのモデルの応用と個々の温室効果気体の変動に対するオゾン層応答のモデル実験を行う。(15年度)
ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂、データの処理・提供を継続して行う。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを継続する。オゾンレーザーレーダーデータをNDSCデータベースに提供する。地上リモートセンシングデータ及びILAS-IIデータを用いた解析研究を引き続き行う。極域オゾン層破壊関連物質の分布の再現と温室効果気体の変動に対するオゾン層応答の分類化を行う。(16年度)
ILAS-IIデータ処理運用システムの改訂、データの処理・提供を継続して行う。陸別、つくばにおけるオゾン層のモニタリングを継続する。ミリ波オゾンデータをNDSCへ提供する。地上リモートセンシングデータ及び-ILAS-IIデータを用いた応用解析研究を行う。極域でのオゾン破壊速度の年々変動の再現と温室効果気体変動に対するオゾン層の応答の定量化を行う。(17年度)

今年度の研究概要

平成15年10月まで運用された改良型大気周縁赤外分光計II型（ILAS-II）による極域成層圏の観測データの解析ならびに検証データとの比較を行い、センサー機器特性の評価やデータ解析アルゴリズムを含む処理運用システムの改訂を行う。他の研究機関で行われた観測実験のデータのうち、ILAS-IIの検証に利用可能なデータの取得とそのデータ質の評価を行い、ILAS-IIデータの検証データとしての利用を検討する。データ処理アルゴリズムの改訂とそのデータ検証作業を通して得られたILAS-IIデータプロダクトの提供を行う。
広帯域化によって下部成層圏から上部成層圏まで観測が可能となった国立環境研究所（つくば）設置のミリ波オゾン分光計について、解析データの検証を行うと共に、下部成層圏も含めたオゾン層の連続的な観測を行う。陸別成層圏総合観測室におけるミリ波オゾン分光計観測を継続すると共に、これまでに得られている観測データをもとに、極渦の影響を含め、オゾン層変動について解析を進める。国立環境研究所（つくば）におけるオゾンレーザーレーダー観測によるオゾン鉛直分布の長期変動の抽出を行う。
新しいバージョンのILASデータを用いて硝酸塩素の高度分布の導出精度の評価、極渦崩壊時の微量気体成分の子午面混合や改良したMatch Techniqueによるオゾン破壊速度の定量化とオゾン破壊速度の年々変動を調べる。ILAS-IIデータを利用して、2003年の南極オゾンホール形成時のPSC生成や脱窒過程の解析を行う。　
オゾン層の将来予測実験に用いた成層圏化学気候モデルの改良を行い、オゾンホール生成時期のズレやオゾンホール内の温度バイアスなどの問題の解決を図る。また、ナッジング化学輸送モデルを用いてオゾン破壊に対する臭素化学系の寄与の評価、極域オゾン変動の分類化、を行う。