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1 2013 年 12 月 24 日 :DIAS 東大農学部講堂 地球温暖化 温室効果ガスデータセットの現状と国際統合データベース 野尻幸宏国立環境研究所

2 温室効果ガス 炭素循環の地球観測 温室効果ガス 炭素循環の地球観測 気象 海象 ( 今日の議論では対象としない ) < 圏 > < 対象 > < 物質 > 大気観測 存在量 GHGs (CO2, CH4, N2O, CFC, HCFC.) 海洋観測 フラックス エアロゾル 陸域観測 + 生態系諸要素 大気化学反応など ( 現象理解のために ) 本質的に世界データセットが必要である 観測は地域であってもグローバルな現象の反映地上大気観測点比較的少ない点の集成で地球規模収支解析のグルーバルデータ化が可能 ( 地域吸収 排出を解析するには 膨大な観測点数が必要になる ) 広域の観測表層海洋観測 広域航空機観測全世界ネットワークには国際協力が必要衛星観測 ( 究極の広域観測だが対象要素は限定 ) 地域観測の集成森林フラックス観測現象が地域的で世界の多数点集成がグローバルデータ化に必要 ( 陸域炭素 ) ( 観測が不足しているのでモデルで補う必要性が高い ) 海洋内部観測 (ocean interior) 多数点集成が必要 定点観測が難しいのが問題データセットを何に使う? 観測データ提供者 第一義的には データ解析者の研究 モデル研究の初期値 検証 ( 気候問題の解決に必要なので ) 政策決定者 マスコミ 教育 市民向けへの正しい情報普及

3 温室効果ガス 炭素循環の地球観測 世界データ統合のアプローチ 大気温室効果ガス WDCGG (World Data Center for Greenhouse Gases) 国際気象機関 (WMO) のデータセンターとして気象庁が運営 世界の観測点の CO2 濃度と増加率などの解析データ ( 表示ツール )

4 温室効果ガス 炭素循環の地球観測 世界データ統合のアプローチ 大気温室効果ガス NOAA Globalview マウナロア 南極などの米国観測点を運営している NOAA が 世界 16 か国の協力機関のデータを統合して 全球の大気 CO2, CO, CH4 濃度分布と継時変化をデータ化 炭素循環モデル インバースモデルと組合せ 吸収 放出源推定の基礎 日本からは 気象庁 気象研 国立環境研が継続的協力機関としてデータ提供

5 温室効果ガス 炭素循環の地球観測 世界データ統合のアプローチ 海洋 CO2 CDIAC Ocean オークリッジ国立研究所が運営する海洋二酸化炭素観測の統合データセンター WCRP のもとで行われた海洋観測の国際共同計画 WOCE のデータセンターとして事業を始め CO2 に関する海洋観測については IOCCP と協力して統合データセンターとして機能している 日本からは 気象庁 気象研 国立環境研 JAMSTEC 水産総合研究センターが継続的協力機関としてデータ提供

6 温室効果ガス 炭素循環の地球観測 世界データ統合のアプローチ 海洋 CO2 SOCAT (Surface Ocean CO2 Atlas) IOCCP-SOLAS-IMBER のもとで 世界の海洋表層 CO2 分圧観測のデータ統合 協力機関からの提出データ ( 自由フォーマット ) をフォーマット変換 単位系統合 統一 QC データ QC と閲覧のための図化ツールを豊富に用意 モデル等の利用を容易にするために グリッドプロダクトを作成 原則公開利用可能 日本からは 気象庁 気象研 国立環境研 JAMSTEC 水産総合研究センターが継続的協力機関としてデータ提供 基本ドキュメント 実データは Pangaea で保存 海洋内部 (ocean interior) CO2 観測には PACIFICA, CARINA があり それぞれ品質管理 機関間誤差の補正を行ったデータセットを公開

7 観測データから広域の海洋変動を推定する SOCAT (Surface Ocean CO2 Atlas) CO2 Oceanography における国際協力活動の展開 1990 年代 CO2 Panel 2000 年代 IOCCP 2007 年パリ会議でスタートした表層 CO2 分圧観測の世界統合活動 全世界機関の観測 2660 航海 日本の機関の観測 623 航海 世界の 23% 品質管理を経た全球海洋表層 CO2 分圧データベース 2011 年 V 年 V2 を公開 環境研の観測 365 航海 世界の 14% 7

8 温室効果ガス 炭素循環の地球観測 世界データ統合のアプローチ 海洋 CO2 PACIFICA (PACIFic ocean Interior CArbon Database) PICES のもとで太平洋の海洋内部 (ocean interior: 表層から深層まで ) の CO2 採水観測のデータ統合 協力機関の提出データの偏差を標準試料の測定結果を使い補正する高度な QC データ解析 モデル利用の必要性から困難な作業をした PACIFICA CARINA 日本からは 気象庁 気象研 JAMSTEC 水産総合研究センターがデータ提供し 海洋情報研究センター (MIRC) が中心的に統合を実施 同様な大西洋のデータ統合に CARINA があり それぞれ CDIAC Ocean のもとでデータ公開

9 温室効果ガス 炭素循環の地球観測 世界データ統合のアプローチ 森林炭素循環 Fluxnet (Integrated Worldwide CO2, Water and Energy Measurements) 地域ネットワークのネットワークとして 森林をはじめとする各種陸域生態系の熱 水 CO2 収支を長期観測する観測点のネットワーク 500 地点を越す観測点が登録 観測サイト毎のポリシーに基づいて 公開利用あるいは制限利用 Ameri Flux, Euro Flux, Asia Flux 等地域センターがデータ提供 Asia Flux は CGER/NIES がサービス アジア 92 地点観測情報と 27 点のデータ収録公開

10 温室効果ガス 炭素循環の地球観測 地球温暖化 二酸化炭素関連ポータルの例 CDIAC (Carbon Dioxide Information and Analysis Center) 米国オークリッジ国立研究所の CO2 データセンター 温室効果ガス観測と排出量の統合データベース 海洋炭素 森林フラックスなどのプログラムも傘下にある GCP (Global Carbon Project) ESSP のもと 炭素関連研究 ( 自然科学 社会科学 ) を統合した研究コミュニティ連携プログラム 社会向け炭素レポートを毎年発表 10

11 国立環境研の地球環境モニタリング モニタリング プラットフォーム 大気 落石岬モニタリング ステーション 波照間島モニタリング ステーション 航空機 ( 民間機の活用 ) 成層圏観測 ( 陸別天文台の協力 ) ( 温室ガス観測技術衛星 GOSAT) 陸域 富士北麓 天塩 苫小牧 ( 摩周湖 霞ヶ浦 ) 高山植生変化 協力民間航空機 JAL 協力貨物船 Transfuture 5 富士 北麓サイト 海洋 太平洋の観測 ( 民間船舶の協力 ) 温暖化影響 ( 温帯域サンゴ ) 目指すは 長期継続観測で初めてわかること 大学や他の機関ではできないこと 北海道 摩周湖 11

12 NIES GHGs Monitoring Network (3D Observation) GOSAT (CO 2, CH 4 ) 3 monthly chartered flight sites in Siberia JAL commercial air crafts 2 sampling/co 2 obs. and 3 CO 2 obs Flux network in Japan & Asia 3 forest flux stns. in Japan 9 forest tower CO 2 & CH 4 obs. in Siberia 2 Ocean/atmosphere VOSs Japan-US Japan-Oceania (1992- atmosphere) 2 Atmosphere VOSs Vancouver BC-Japan Ground-based atmospheric obs. stns. East/South China Sea 2007-, Hateruma Island Cape Ochiishi Test stns. Mt. Fuji Asian collaborating stns. in China, India & Malaysia Inter-comparison with NOAA using monthly Mauna Loa sampling 12

13 スケール : ローカルからグローバルへ ローカル県域国アジアグローバル 扱うスケールによる分類 大気温室効果ガスはグローバル現象の反映 成層圏オ商船 ( 大ゾンス気 海テーショ洋 ) ン 地上ステーション 移動体プラットフォームではグローバルカバーが可能 海洋商船観測は太平洋ワイド 航空機 ( サンプリング ) 商船 ( 大気 ) 航空機 (JAL) 森林フラックスのグローバル化には 国内外ネットワークが必須 アジアフラックスセンター機能 Global Pressure ( 温度 酸性化 ) UV は現象はグローバルである CGER モニタリングは地球環境モニタリング GEMS/Water のグローバル化には国際データ統合が必要 GEMS/ Water( 観測 ) 森林フラックス UV ネットワーク ( 観測 ) 高山地域北限海洋生物種 UV 観測はローカル UV ネットワーク GEMS/ Water( ネットワーク ) 温暖化影響は必然的に超ローカルな現象に現れるグローバルな変化に原因特定 (attribution) できるような観測内容と観測地点を選定することが重要 原因特定のために少なすぎない数が必要であるが 現実運用のために多すぎない選抜 準備研究 CGER 観測事業のプラットフォーム数 13

14 CGER/NIES の地球観測データセット 現行サイトの例 CGER モニタリングポータル 貨物船観測 アジアフラックス 14

15 温室効果ガス 炭素循環の観測データサイト 現時点の DIAS データサイトデータ俯瞰から統一インターフェースでメタデータ公開一部実データアクセス 例えば Amazon と HMV Amazon では おおむね統一インターフェースで商品リストを見せる検索機能に多少の対応があるものの 細部まで特化した対応はしない現在の DIAS 俯瞰サイトが Amazon になれれば それは素晴らしいこと! HMV では 音楽関連ソフト購入に特化した作り込みクラシカル指揮者サーチ 鍵盤楽器奏者サーチ 弦楽器奏者サーチ 作曲家サーチ オペラ作品名サーチ レーベルサーチ 作曲家毎のバイオグラフィー 主要作品 アニメ声優インデックス ラノベ著者インデックス マンガ家インデックス フィギュア グッズ 放送タイトル アニメ女子部ストア 落語ストア噺検索 噺家検索 フォーマット別検索 温室効果ガス 炭素循環のデータを見せるサイト作り込みの必要性がある!

16 CGER/NIES の地球観測データセット 地球温暖化 温室効果ガスデータ使えるようにするにはデータの閲覧 利用のツール 専用インターフェース開発の必要性 CGER/NIES での最近の開発動向 DIAS に移植して広くデータを受け付ける? 16

17 CGER/NIES 地球環境モニタリングポータル 観測事業案内記述のみでなく 観測に関する解説や写真も重要なメタデータデータの例示 解析結果などを含む 17

18 CGER/NIES 地球環境モニタリングデータ検索ポータル 観測データの一部にアクセスできるが 検索機能がグラフィックインターフェースを持たない データの閲覧機能も不十分ダウンロードだけでなく データから対象範囲を抽出して図化できると利用者フレンドリー 一部モジュールは公開しているが 統合インターフェース化を計画 18

19 CGER/NIES 地球環境モニタリングデータ検索ポータル CGER/NIES における観測データとポータルサイトの連携 ( 改修中 ) ユーザーインターフェースの統一と GUI 化 19

20 CGER/NIES 地球環境モニタリングデータ検索ポータル CGER/NIES における観測データとポータルサイトの連携 ( 改修中 ) 図示機能をできるだけすべてのデータにつなぐ 試験中プロトタイプ X 軸 Y 軸が任意に選べるので時系列 緯度 経度変化 高度分布表示に対応 時系列変動表示濃度 フラックス空間分布表示移動体観測高度分布表示航空機観測 などを GUI から表示させ データダウンロードを可能に 20

21 CGER/NIES 地球環境モニタリングデータ検索ポータル CGER/NIES における観測データとポータルサイトの連携 ( 改修中 ) 可視化ツール類の整備 サイト整備関連 ( 別 ppt) 21

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