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岡 孝秀 *
本稿は、2005 年 10 月 13 日開催の第 43 回飛行機シンポジウムにおける特別企画講演「航空機搭載型大気観測装置の開発について」の内容に関連したものです。

５．観測データの利用

しかし、そのモデルを使用し向こう 100 年間という気の遠くなるような量の計算を行うためには、高速度で計算ができるコンピュータが必要となります。そこで登場したのが、地球シミュレー
タです（図 18）。地球シミュレータはその名のとおり、地球科学のシミュレーション分野では世界

単にグラフにプロットしただけでも、多くのこ最高峰の成果を出すべく設計された、ベクトル型とが読み取れますが、それ以外にも、観測データ超並列計算機で、ピーク演算性能 40 テラフロッは様々な分野で利用できるものと期待されていまプス（毎秒 40 兆回）の浮動小数点演算ができるす。

能力を有し、2002 年 2 月に運用を開始し、それま・炭素循環の研究、気候モデルの改善

での最高速機の 5 倍の速さを記録しました。

・温室効果ガス観測技術衛星 GOSAT（Greenhouse Gases Observing Satellite）の検証

このコンピュータを使用し、2004 年 8 月、大気海洋結合モデルでの 1900 年〜 2100 年の計算を終え、その結果は、様々なメディアを通じ公表され5-1 炭素循環の研究、気候モデルの改善ています（図 19）。

地球温暖化の問題については、世界中の様々なその中で、比較的一様な CO2 の量は、外部変数研究機関で、実際の地球の気候システムをできるとして与えられていましたが、地球温暖化の真のだけ忠実に模倣した気候モデルを開発し、気候の行く末を評価するためには、CO2 すなわち炭素循成り立ちや、その変動の仕組みを明らかにしよう

環のプロセスを解明し正確にシミュレートし、そという研究が行われています（図 16）。の変化をモデルに組み込む必要があります。特に気候モデルは、大気や海洋の運動や、水の相変

海洋中には、大気の約 50 倍の炭素が貯蔵されて化などを、流体力学や熱力学といった物理法則におり、大気との間で常に炭素の交換が行われてい基づいた方程式として、時間発展問題として解くます。

ためのコンピュータプログラムです。気候モデル

CO2 の大気蓄積を決める人為的な排出と海洋やでは、積分時間の短い特定の日の気象状態を当て森林への炭素吸収を評価し、そのメカニズムを理る天気予報とは異なり（平均状態のゆらぎを予解し（炭素循環研究： GCP Global Carbon Project）、想・・図 17）、50 年、100 年後の平均的な気候状

将来を予測するためには、定常的な全球炭素観測

態を予測するため、海洋や海氷などの極めて時間

シ ス テ ム （ IGCO ： Integrated Global Carbon

スケールの長い計算を、より細かなメッシュで行Observation）を構築し、長期観測をすることが重う必要があります。東大、国立環境研究所、およ要であり、新たな観測プラットフォームに期待がび地球環境フロンティア研究センターが開発しかけられています。このような中で、新大気観測

た 、 大 気 海 洋 結 合 モ デ ル で は 、 大気：水平〜

は世界から最も注目されている観測プラットフォ

100km，鉛直 56 層、海洋：水平〜 10-30km，鉛直ームのひとつであり、日本で始まり世界へ広がっ48 層という世界で最も高い解像度を持っています。ていく可能性を持った観測手法であるといった特* Oka Takahide
日航財団 研究開発センター

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徴も持っています。
また、京都議定書の効果の確認などに有効とさ
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図 16

図 17

モデル研究 9）天気予報と気候予測 10）

れる、逆解析手法を利用した地域毎（陸域、海洋ガス観測技術衛星）が打ち上げられる予定です。

別）の排出量推定にも、これらの観測データは欠GOSAT は、1-4ppm（=100 万分の 1-4）という極かせないものと言われています（図 20）。

めて微量の CO2 濃度変化を観測することを目的としており、CO2 を吸収する赤外線を観測するため

5-2 GOSATの｢温室効果ガス観測センサー｣と、それを補助す2008 年の夏、温室効果ガス監視へのグローバるための｢雲・エアロゾル観測センサー｣を搭載しルな取り組みの一環として、GOSAT（温室効果ています（図 21）。GOSAT は、約 1.8 トンの中型民間航空機による大気観測の現状

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図 18

図 19

地球シミュレータ 11）

気候モデルにより計算された将来の気温変化 12）

衛星で、約 700km 上空を太陽同期準回帰軌道に全球のデータを隈なく均一に観測できますが、しごせん（赤道上空の静止衛星と異なり、子午線方向）でその測定の原理上、観測精度には限界があります。

地球を周り、衛星直下の光路間（地表面から成層従って衛星で観測したデータと大気の直接観測と圏までを積算した）の CO2 全量（気柱量）を観測の比較は衛星データの検証にとって必須です。

します。GOSAT のような衛星では、一定期間毎

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その中でも特に、GOSAT 衛星は CO2 の気柱量
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大気二酸化
炭素
濃度
現実の流れ

逆解析

大気による
輸
送二酸化
炭素
放出量

図 20

図 21

民間航空機による大気観測の現状

逆解析手法 13）GOSAT の概要 14）31

03̲028-032大気観測の現状（下） 07.8.8 11:17 AM ページ32を測定しますので、地上での観測だけではなく、運航するという本来の事業を実施する傍らで、地CO2 の鉛直分布観測との比較が極めて重要と言わ球環境問題の重要な研究に対し、このような形でれています。膨大な数の鉛直分布データが得られ貢献できるということを、是非ご記憶に留めて頂る新大気観測は、GOSAT 衛星の検証にとって最き、皆様方のご理解とご支援をお願い致します。

も期待されている直接観測のひとつになっていま（おわり）す。
本稿への寄稿に当たっては、国立環境研究所の６．最後に以上のように、新観測で得られたデータには、町田敏暢 大気・海洋モニタリング室長にご助言を頂きました。この場を借りて感謝の意を表します。

様々な分野から大きな期待が掛けられており、今後、この観測が従来に増して強固な体制で円滑に実施、継続されるよう、運用コストの一部は、環境省より支援が得られています。また、観測データの積極的かつ効果的な利用と、測器品質の維持・改善、観測プラットフォームの拡張などを検討するため、専門委員会を設立し、学識経験者、官庁および産業界が連携してこのプロジェクトを推進できるような体制を整えつつあります。
航空運輸産業は、排出物を抑制するなどの努力を行なうことは当然ですが、航空機を日々安全に

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参照文献・出展、および関連リンク：
9） 地球環境フロンティア研究センターホームページ：
http://www.jamstec.go.jp/frsgc/jp/program/imrp/index.html
10）国立環境研究所地球環境研究センターホームページ：
http://www-cger.nies.go.jp/qa/qa̲index-j.html
11）地 球 シ ミ ュ レ ー タ ー セ ン タ ー ホ ー ム ペ ー ジ ：http://www.es.jamstec.go.jp/esc/jp/
12）地球環境フロンティア研究センターホームページ：
http://www.jamstec.go.jp/frsgc/jp/press/040916/index.html
13）気象庁 2005 異常気象レポート：
http://www.data.kishou.go.jp/climate/cpdinfo/
climate̲change/2005/2.6.c1.html
14）GOSAT パンフレット：
http://www.jaxa.jp/missions/projects/sat/eos/gosat/

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