中層大気光化学及び光化学-放射結合過程のモデル化と鉛直1次元結合モデルを用いた二酸化炭素の倍増実験

概要

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温室効果ガスやハロゲンガスなど、大気中の放射場に影響を与える微量成分濃度が将来変化した場合にも適用可能な、中層大気のファミリー法による光化学と光化学-放射結合過程の計算スキームの開発を行った。また、このスキームを用いた1次元光化学-放射結合モデルを構築し、スキームの検証を行った。論文では、平行平面板大気に基づいたどの放射スキームについても適用できる微量成分の光解離計算法、1次元グローバルモデルのための平均太陽天頂角の定義、エアロゾルや極成層圏雲上での不均一反応過程の導入が容易な光化学計算スキームなどが示される。モデルには、全部で163種類の成層圏で必要と思われる酸素系、酸化水素系、窒素系、炭化水素系、塩素系、臭素系物質の気相反応を導入した。不均一反応過程はこの論文では取り扱われていないが、後でその導入が容易なように、不均一反応に関わる物質をファミリーから外し予報変数にして光化学スキームを組み立てた。開発したスキームを用いて1次元モデルにより計算された定常状態での気温と大気微量成分の濃度及び光解離率の鉛直分布が示され議論される。これらの分布は、JPL-97に示されている分布と比較され、それらがこのモデルによって正しく計算されていることが確かめられた。また、この光化学-放射結合モデルを用いて二酸化炭素の突然倍増実験を行ったところ、光化学-放射結合モデルと微量成分の光解離係数を一定にしたモデルとの間で、計算されたオゾン全量の変動に違いが見られた。結合モデルにおいてオゾン全量がより長い期間ゆっくりと変動した原因について考察を行った。二酸化炭素倍増によって増加したオゾンによる太陽光の減衰効果は、成層圏下部で大気微量成分の濃度に与える影響が大きいことが示される。
2000-10-25

中層大気光化学及び光化学-放射結合過程のモデル化と鉛直1次元結合モデルを用いた二酸化炭素の倍増実験

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