観測と放射伝達計算による地表面放射への雲とエアロゾルの影響の見積 Part I:館野における短波放射強制力
雲とエアロゾルの地表面短波放射強制力の年間値を見積もるために、館野における精度のよい短波放射観測値、ラジオゾンデ観測値およびスカイラジオメター観測によるエアロゾルの光学的特性値を用いて高精度放射伝達計算を行なった。 晴天フラックスは、ラジオゾンデ観測による温度湿度プロファイルを用いた純粋なレイリー散乱大気についての計算により定義した。水蒸気と温度プロファイルによる晴天フラックスの月変化は10-30Wm-2であった。雲とエアロゾルによる地表面短波放射強制力はフラックス観測値と晴天フラックスとの差によって定義した。1996年の年間平均値は-81Wm-2であり、大気上端の太陽入射の約24%に当たる。...
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| Published in | 気象集誌. 第2輯 Vol. 77; no. 5; pp. 1007 - 1021 |
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| Main Authors | , , , , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | English Japanese |
| Published |
公益社団法人 日本気象学会
1999
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| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0026-1165 2186-9057 |
| DOI | 10.2151/jmsj1965.77.5_1007 |
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| Abstract | 雲とエアロゾルの地表面短波放射強制力の年間値を見積もるために、館野における精度のよい短波放射観測値、ラジオゾンデ観測値およびスカイラジオメター観測によるエアロゾルの光学的特性値を用いて高精度放射伝達計算を行なった。 晴天フラックスは、ラジオゾンデ観測による温度湿度プロファイルを用いた純粋なレイリー散乱大気についての計算により定義した。水蒸気と温度プロファイルによる晴天フラックスの月変化は10-30Wm-2であった。雲とエアロゾルによる地表面短波放射強制力はフラックス観測値と晴天フラックスとの差によって定義した。1996年の年間平均値は-81Wm-2であり、大気上端の太陽入射の約24%に当たる。一方、エアロゾル強制は、スカイラジオメター観測によるエアロゾルの光学的厚さを用いた大気フラックスの計算値と晴天フラックスとの差によって求めた。3-4月を除く年間平均値は-18Wm-2で、6%にあたる。 エアロゾルに含まれる煤の割合に対する感度実験の結果、1月、2月、7月は10%、10-12月は20%、5月、6月、8月は5%、9月は0%の煤の割合が推定された。この値は、これまでに観測されている煤の割合や都市分布と風向の関係と概ね一致する。 ただし、スカイラジオメターから求めたエアロゾルの粒径分布を計算に用いると、特に大気水蒸気量の多い夏期において推定値の誤差が拡大した。スカイラジオメター観測データを用いたエアロゾル粒径分布の推定手法について、今後の詳細な検討の必要性が示唆される。 |
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| AbstractList | 雲とエアロゾルの地表面短波放射強制力の年間値を見積もるために、館野における精度のよい短波放射観測値、ラジオゾンデ観測値およびスカイラジオメター観測によるエアロゾルの光学的特性値を用いて高精度放射伝達計算を行なった。 晴天フラックスは、ラジオゾンデ観測による温度湿度プロファイルを用いた純粋なレイリー散乱大気についての計算により定義した。水蒸気と温度プロファイルによる晴天フラックスの月変化は10-30Wm-2であった。雲とエアロゾルによる地表面短波放射強制力はフラックス観測値と晴天フラックスとの差によって定義した。1996年の年間平均値は-81Wm-2であり、大気上端の太陽入射の約24%に当たる。一方、エアロゾル強制は、スカイラジオメター観測によるエアロゾルの光学的厚さを用いた大気フラックスの計算値と晴天フラックスとの差によって求めた。3-4月を除く年間平均値は-18Wm-2で、6%にあたる。 エアロゾルに含まれる煤の割合に対する感度実験の結果、1月、2月、7月は10%、10-12月は20%、5月、6月、8月は5%、9月は0%の煤の割合が推定された。この値は、これまでに観測されている煤の割合や都市分布と風向の関係と概ね一致する。 ただし、スカイラジオメターから求めたエアロゾルの粒径分布を計算に用いると、特に大気水蒸気量の多い夏期において推定値の誤差が拡大した。スカイラジオメター観測データを用いたエアロゾル粒径分布の推定手法について、今後の詳細な検討の必要性が示唆される。 |
| Author | 青木, 一真 杉本, 伸夫 對馬, 洋子 中島, 映至 高薮, 縁 鵜野, 伊津志 上野, 丈夫 松井, 一郎 |
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| References | Cess, R. D., 1995: Absorption of solar radiation by clouds: observations versus models. Science, 267, 496-499. Arking, A., 1996: Absorption of solar energy in the atmosphere: Discrepancy between model and observations. Science, 273, 779-782. Nakajima, T. and M. Tanaka, 1983: Effect of windgenerated waves on the transfer of solar radiation in the atmosphere-ocean system. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 29, 521-537. Stephens, G. L., 1996: How much solar radiation do clouds absorb? Science, 271, 1131-1133. Ramanathan, V., G. Subasilar, G. J. Zhang, W. Conant, R. D. Cess, J. T. Kiehl, H. Grassl and L. Shi, 1995: Warm pool heat budget and shortwave cloud forcing: A missing physics? Science, 267, 499-503. Kneizys, F. X., E. P. Shettle, L. W. Abreu, J. H. Chetwynd, G. P. Anderson, W. O. Gallery, J. E. A. Selby and S. A. Clough, 1986: Users guide to LOWTRAN 7, Rep. AFGL-TR-88-0177, Air Force Geophys. Lab., Hanscom AFB, Mass. Charlson, R. J., SE. Schwartz, J. M. Hales, R. D. Cess, J. A. Coakley Jr., J. E. Hansen and D. J. Hofmann, 1992: Climate forcing by anthropogenic aerosols. Science, 255, 423-430. Nakajima, T. and M. Tanaka, 1986: Matrix formulations for the transfer of solar radiation in a plane-parallel scattering atmoshere. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 35, 13-21. Shiobara, M., T. Hayasaka and M. Tanaka, 1991: Aerosol monitoring using a scanning spectral radiometer in Sendai, Japan. J. Meteor. Soc. Japan, 69, 57-70. Nakajima, T. and M. Tanaka, 1988: Algorithms for radiative intensity calculations in moderately thick atmospheres using a truncation approximation. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 40, 51-69. Pilewskie, P. and F. P. J. Valero, 1995: Direct observations of excess solar absorption by clouds. Science, 267, 1626-1629. Chou, M. -D. and W. Zhao, 1997: Estimation and model validation of surface solar radiation and cloud radiative forcing using TOGA COARE measurements. J. Climate, 10, 610-620. Hayasaka, T., N. Kikuchi and M. Tanaka, 1995: Absorption of solar radiation by stratocumulus clouds: Aircraft measurements and theoretical calculations. J. Appl. Meteor., 34, 1047-1055. Pilinis, C., S. N. Pandis and J. H. Seinfeld, 1995: Sensitivity of direct climate forcing by atmospheric aerosols to aerosol size and composition. J. Geophys. Res., 100, 18739-18754. Kiehl and Briegleb, 1995: The relative roles of sulfate aerosols and greenhouse gases in climate forcing. Science, 260, 311-314. Conant, W. C., V. Ramanathan and F. P. J. Valero, 1997: An examination of the clear-sky solar absorption over the central equatorial Pacific: Observations versus models. J. Climate, 10, 1874-1884. Haywood, J. M. and K. P. Shine, 1995: The effect of anthropogenic sulfate and soot aerosol on the clear sky planetary radiation budget. Geophys. Res. Lett., 22, 603-606. Nakajima, T. and T. Hayasaka, A. Higurashi, G. Hashida, N. Moharram-Nejad, Y. Najafi and H. Valavi, 1996: Aerosol optical properties of Persian Gulf reation Part I. Gound-based solar radiation measurements in Iran. J. Appl. Meteor., 35, 1265-1278. Wild, M., A. Ohmura and H. Gilgen, 1995: Validation of general circulation model radiative fluxes using surface observations. J. Climate, 8, 1309-1324. Ohta, S. and T. Okita, 1984: Measurements of particulate carbon in urban and marine air in Japanese areas. Atmos. Environ., 18, 2439-2445. |
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