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門脇 正尚; 永井 晴康; 吉田 敏哉*; 寺田 宏明; 都築 克紀; 澤 宏樹*
Journal of Nuclear Science and Technology, 60(10), p.1194 - 1207, 2023/10
被引用回数：2 パーセンタイル：82.84(Nuclear Science & Technology)大気拡散シミュレーションにより原子力事故の緊急対応を支援する場合、予測結果と合わせて結果の不確実性を提供する必要がある。本研究では、予測結果のプルームの拡散方向の不確実性をベイズ機械学習に基づいて推定する手法を開発する。機械学習用のトレーニングデータおよびテストデータは、原子力施設からのセシウム137の仮想放出を考慮したシミュレーションを2015年から2020年の期間で毎日実行することで作成された。不確実性推定に対する本手法の有効性を調べたところ、36時間後の予測においても不確実性の予測可能性は50%を超えたことから、本手法の有効性が確認された。また、不確実性が大きいと判定されたプルームの拡散方向も、本手法によって極めて良好に予測された(予測期間において不確実性を妥当に判定しなかった割合は0.9%-7.9%)。一方で、本手法により不確実性が過大に予測された割合は最大で31.2%となったが、これは許容できると考えられる。これらの結果は、本研究で開発されたベイズ機械学習による不確実性推定の手法が、大気拡散シミュレーションによって予測されたプルームの方向の不確実性を効果的に推定していることを示している。
寺田 宏明; 永井 晴康; 門脇 正尚; 都築 克紀
Journal of Nuclear Science and Technology, 60(8), p.980 - 1001, 2023/08
被引用回数：1 パーセンタイル：82.84(Nuclear Science & Technology)原子力事故により大気放出された放射性核種の放出源情報と環境中時間空間分布の再構築手法の確立が緊急時対応に必要である。そこで、大気拡散シミュレーションと環境モニタリングデータを用いたベイズ推定に基づく放出源情報推定手法の様々な環境モニタリングデータの利用可能性に対する依存性を調査した。さらに、事故直後に実施するリアルタイム推定への本手法の適用性を調査した。様々な環境モニタリングデータの組み合わせに対する福島第一原子力発電所(1F)事故の放出源情報推定結果の感度解析から、正確な放出源情報推定には高い時間空間分解能のデータの利用と大気中濃度と地表沈着量の両方のデータの利用が有効であることが示された。また、1F事故時の環境モニタリングデータ取得状況に適用された仮想的なリアルタイム推定実験により、本手法は、地表汚染の概況の早期把握とおおよその事故規模の評価に必要な放出源情報を推定可能であることが明らかとなった。環境モニタリングデータの即時オンライン取得と、計算出力データベース蓄積のための大気拡散計算の運用システムが整備されれば、本手法により放出源情報の準リアルタイム推定が可能となる。
秋吉 英治*; 門脇 正尚; 山下 陽介*; 長友 利晴*
Scientific Reports (Internet), 13, p.320_1 - 320_12, 2023/01
被引用回数：0 パーセンタイル：72.58最新の化学-気候モデル(CCM)では、今後オゾン層破壊物質(ODS)が減少かつ温室効果ガス(GHG)が増加した場合、熱帯と南極を除くほとんどの地域でオゾン量が増加することが示されている。しかし、ODS濃度が1990年代半ばにピークを迎えたにもかかわらず、1990年代以降、約10年に1回の頻度で北極のオゾンが大きく減少した。この事象を理解するために、CCMを用いて、ODSとGHGの濃度を将来の予測値に基づいて設定した、24のシナリオ実験(各実験:500アンサンブルメンバー)を行った。北半球の中高緯度で低オゾン量の50アンサンブルメンバーでは、低温と強い西風帯状平均帯状風と関連して、ODS依存性が明確に示された。GHG濃度が高い場合でも、ODS濃度が1980-1985年の水準を上回った場合、北極の春のオゾン濃度が極端に低くなるアンサンブルがあった。したがって、北極の極渦が安定している場合には、オゾンの大幅な減少を避けるためにODS濃度を低減する必要がある。また、下位50位までの平均値は、21世紀末に向けた温室効果ガスの増加が北極のオゾン層破壊を悪化させないことを示している。
Cs門脇 正尚; 古野 朗子; 永井 晴康; 川村 英之; 寺田 宏明; 都築 克紀; El-Asaad, H.
Journal of Environmental Radioactivity, 237, p.106704_1 - 106704_18, 2021/10
被引用回数：1 パーセンタイル：7.55(Environmental Sciences)本研究では、局所規模の大気拡散シミュレーションと観測から推定した福島第一原子力発電所(1F)事故のCsのソースタームの、大規模の大気拡散に対する妥当性を確認することを目的として、大気拡散データベースシステムWSPEEDI-DBを用いた半球スケールの大気拡散シミュレーションと海洋拡散モデルSEA-GEARN-FDMを用いた海洋拡散シミュレーションを実施した。大気拡散シミュレーションの結果は、観測値のCsの大気中濃度を一部過大評価したものの、全体として観測値を良好に再現した。また、海洋拡散シミュレーション結果は、北太平洋で観測されたCsの海水中濃度を過小評価した。本研究では、大気拡散シミュレーションから得られたCs沈着量を海洋拡散シミュレーションで用いており、Csの海水中濃度の過小評価は海洋へ沈着したCsが少なかったことが原因だと示された。大気拡散シミュレーションに用いた降水の再現性を向上させることで、Csの大気中濃度の過大評価と海水中濃度の過小評価をそれぞれ改善することができると考えられ、本研究で検証されたソースタームは、1F事故によるCsの局所規模の大気拡散シミュレーションと大規模の大気拡散シミュレーションの両方で有効であることが示された。
中山 浩成; 吉田 敏哉; 寺田 宏明; 門脇 正尚
Atmosphere (Internet), 12(7), p.899_1 - 899_16, 2021/07
被引用回数：1 パーセンタイル：8.25(Environmental Sciences)CLADS補助金事業「ガンマ線画像から大気中3次元核種分布及び放出量を逆解析する手法の開発」において、原子力機構の分担課題として実施する、大気拡散計算と放射線計測を融合して大気放出された放射性核種の濃度分布と放出量を推定する手法開発のために実施するものである。本研究では、福島第一原子力発電所の廃炉工程で発生しうる放射性物質の大気放出を想定した大気拡散予測の精度向上のために、原子力機構内にある建物を原子炉建屋と見なして、その周辺の気流の集中観測と簡易的な拡散実験を実施した。気流の集中観測としては、対象建物よりやや離れた所にドップラーライダーを設置して、上空の風速を3次元的に測定・取得した。また、建物屋根面に超音波風速計を設置して、建屋の影響で生じる非定常性の強い複雑な乱流の情報として、高周波変動風速も測定・取得した。簡易的な拡散実験としては、放射性物質の放出をミスト散布により模擬し、ミストの拡散の様子をビデオカメラで撮影した。次に、建物影響を考慮した詳細乱流計算によるデータベースと気象観測との結合による簡易拡散計算を行った。拡散シミュレーション結果とカメラ撮影したミスト拡散とを比較したところ、各時刻において良好に拡散挙動が再現できていることを確認した。これにより、本研究で提案したフレームワークの有効性を示すことができた。
I during 2007-2010 estimated by a chemical transport model: GEARN-FDM門脇 正尚; 寺田 宏明; 永井 晴康
Atmospheric Environment; X (Internet), 8, p.100098_1 - 100098_17, 2020/12
大気中のIの挙動や全球収支は、観測データの時間-空間分解能の低さや、観測データに基づくモデル研究が少ないことから、完全には理解されていない。そこで本研究では、2007年から2010年の期間を対象としたIの全球収支を定量することを目的として、これまでに開発された大気I拡散モデルGEARN-FDMに新たに2つの気相化学反応、6つの光分解反応、2つのヨウ素化学を導入し、さらに核燃料再処理施設からのIの大気放出過程及び海洋と陸域からのIの揮発過程を導入することで、大気中のIをシミュレートする化学輸送モデルを開発した。本モデルを用いたシミュレーション結果から、海洋からのIの放出量は7.2GBq/yと推定され、放出量の約半分が英国海峡起源であった。一方、陸域からのIの放出量は1.7GBq/yと推定され、大規模な使用済核燃料再処理施設が稼働する/していたヨーロッパ,ロシア,北米の陸域放出が顕著であった。大気-海洋間及び大気-陸地間におけるIの正味の交換フラックスはそれぞれ18.0GBq/y及び5.3GBq/yと推定された。海洋と陸域からの放出量は本研究で考慮した使用済核燃料再処理施設の総放出量(23.3GBq/y)よりも小さく、2007年から2010年においては、稼働中の使用済核燃料再処理施設からの大気放出が大気中のIの重要なソースであることを示している。
Cs concentrations from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, phase III; Simulation with an identical source term and meteorological field at 1-km resolution佐藤 陽祐*; 関山 剛*; Fang, S.*; 梶野 瑞王*; Qu
rel, A.*; Qulo, D.*; 近藤 裕昭*; 寺田 宏明; 門脇 正尚; 滝川 雅之*; et al.
Atmospheric Environment; X (Internet), 7, p.100086_1 - 100086_12, 2020/10
福島第一原子力発電所(FDNPP)事故により放出されたCsの大気中の挙動を調べるため、第3回大気拡散モデル相互比較が実施された。前回のモデル比較より高い水平格子解像度(1km)が使われた。前回のモデル比較に参加したモデル中9モデルが参加し、全モデルで同一の放出源情報と気象場が使用された。解析の結果、観測された高いCs大気中濃度のほとんどが良好に再現され、いくつかのモデルの性能向上によりマルチモデルアンサンブルの性能が向上した。高解像度化によりFDNPP近傍の気象場の再現性が向上したことで、拡散モデルの性能も向上した。風速場の良好な表現によりFDNPP北西の高い沈着量の細い分布が合理的に計算され、FDNPPの南側の沈着量の過大評価が改善された。一方で、中通り地方、群馬県北部、及び首都圏のプルームの再現性能はやや低下した。
寺田 宏明; 永井 晴康; 田中 孝典*; 都築 克紀; 門脇 正尚
Journal of Nuclear Science and Technology, 57(6), p.745 - 754, 2020/06
被引用回数：8 パーセンタイル：74.98(Nuclear Science & Technology)世界版緊急時環境線量情報予測システムWSPEEDIを用いて福島第一原子力発電所事故時に放出された放射性物質の放出源情報と大気拡散過程の解析を実施してきた。この経験に基づき、原子力緊急時の様々なニーズに対応し緊急時対応計画に有用な情報を提供可能な大気拡散計算手法を開発した。この手法では、原子力施設のような放出地点が既知の場合、放出源情報を特定せず事前に作成しておいた拡散計算結果のデータベースに、提供された放出源情報を適用することで、即座に予測結果を取得することが可能である。この機能により、様々な放出源情報を適用した計算結果と測定データの容易な比較と最適な放出源情報の探索が可能である。この解析手法は、福島事故の放出源情報の推定に適用された。この計算を過去の気象解析データを用いて実施することで、様々な放出源情報と気象条件に対する拡散計算結果を即座に取得することが可能となる。このデータベースは、環境モニタリング計画の最適化や、緊急時対応計画において想定すべき事象の理解等の事前計画に活用可能である。
寺田 宏明; 永井 晴康; 都築 克紀; 古野 朗子; 門脇 正尚; 掛札 豊和*
Journal of Environmental Radioactivity, 213, p.106104_1 - 106104_13, 2020/03
被引用回数：47 パーセンタイル：93.82(Environmental Sciences)福島第一原子力発電所事故(特に測定値が利用できない事故初期)の公衆の被ばく線量評価には、大気輸送・拡散・沈着モデル(ATDM)シミュレーションによる放射性核種の環境中時間空間分布の再構築が必要である。このATDMシミュレーションに必要な放射性物質の大気中への放出源情報が多くの研究で推定されてきた。本研究では、ベイズ推定に基づく最適化手法により、これまでに推定した放出源情報とATDMシミュレーションの改善を行った。最適化では、新たに公開された大気汚染測定局で収集された浮遊粒子状物質(SPM)分析によるCs大気中濃度を含む様々な測定値(大気中濃度,地表沈着量,降下量)を使用し、拡散計算と測定の比較結果のフィードバックにより放出源情報だけでなく気象計算も改善させた。その結果、ATDMシミュレーションはSPM測定点の大気中濃度と航空機観測による地表沈着量を良く再現した。さらに、最適化放出率とATDMシミュレーションにより主要核種の大気中および地表における時間空間分布(最適化拡散データベース)を構築した。これは、避難者の行動パターンと組み合せた包括的な線量評価に活用される。
秋吉 英治*; 門脇 正尚; 中村 東奈*; 杉田 孝史*; 廣岡 俊彦*; 原田 やよい*; 水野 亮*
Journal of Geophysical Research; Atmospheres, 123(22), p.12523 - 12542, 2018/11
被引用回数：1 パーセンタイル：3.07(Meteorology & Atmospheric Sciences)2009年11月に南米大陸南端で3週間続くオゾン全量の減少が生じた。オゾン監視装置(Ozone Monitoring Instrument)によって観測されたオゾン全量及びERA-interim再解析データの解析から、極渦崩壊時に極渦が南米大陸側へ移動したことによって、このオゾン全量の減少が生じたことが示された。極渦の移動は、西経120-150度及び南緯50-60度の対流圏から南米大陸西及び南米大陸南端上空の成層圏への波フラックスの増加と関連しており、この波活動によって下部成層圏に大規模なジオポテンシャル高度の負偏差が生じた。また、2009年11月に南米大陸西の500hPaのジオポテンシャル高度からブロッキングが診断された。これらの結果は、2009年11月のブロッキング領域からの波の伝搬を介した南半球対流圏のブロッキングと、2009年11月の南米大陸南端で見られた数週間のオゾン全量の減少との関連を示唆している。さらに、1979-2015年の各年11月の南米大陸南端の南緯50-60度と西経65-75度を対象としたオゾン全量偏差及び力学場の解析から、2009年11月のオゾン全量の負偏差は1979-2015年の37年間で最大規模の負偏差であり、下部成層圏の大規模なジオポテンシャル高度の負偏差と関連付けられた。
門脇 正尚; 堅田 元喜*; 寺田 宏明; 鈴木 崇史; 長谷川 英尚*; 赤田 尚史*; 柿内 秀樹*
Atmospheric Environment, 184, p.278 - 291, 2018/07
被引用回数：16 パーセンタイル：55.98(Environmental Sciences)長寿命放射性ヨウ素(I)は、大気環境における放射性核種の有用な地球化学トレーサである。本研究では、Iの大気濃度および沈着の観測を実施し、観測データから大気濃度および沈着の明瞭な季節変動を得た。さらに、大気中のI循環を支配する要因を明らかにすることを目的として、得られた観測データを用いて、移流、乱流拡散、大気沈着、光化学、ガス粒子変換、核燃料再処理工場からのIの排出、海洋および陸域からのIの揮発の各物理・化学過程を考慮した全球ヨウ素輸送モデルを開発した。全球ヨウ素輸送モデルは、我々が観測したIの大気濃度および沈着の季節変動、そして既往文献のIの降水中濃度の全球分布を良好に再現した。開発した全球ヨウ素輸送モデルを用いて人為起源と自然起源のIインベントリの強度を変化させる数値実験を実施し、地球全体のI循環に対する人為起源のIの影響を評価した。その結果、冬季においては、人為起源のIが主にユーラシアの北部に沈着する可能性があることが示された。一方で、夏季においては、自然起源のIが北半球中高緯度の沈着に支配的であった。これらの結果は、地球表面からのIの再飛散過程が全球規模でのI循環に重要であることを示唆している。さらに、冬季のユーラシア北部や北極域においては局所的に乾性沈着が寄与しており、乾性沈着が環境中のIの季節変化に重要な影響を及ぼすことが示唆された。
寺田 宏明; 都築 克紀; 門脇 正尚; 永井 晴康; 田中 孝典*
JAEA-Data/Code 2017-013, 31 Pages, 2018/01
JAEA-Data-Code-2017-013.pdf:9.52MB
原子力緊急時の様々な大気拡散予測のニーズに対応するとともに、事前の環境モニタリング等の事故対応計画の策定に有効な情報をデータベースとして整備することが可能な大気拡散計算手法の開発を行った。本手法では、放出源情報のうち放出点以外の放射性核種、放出率、及び放出期間を特定することなく拡散計算を実施してデータベース化しておき、放出源情報を与えた際にその条件に基づく予測結果を即座に得ることが可能である。この計算を気象解析・予報データの更新に合わせて定常的に実行し、過去から数日先までの連続的なデータベースを整備することで、過去解析から短期の将来予測まで任意の期間及び放出源情報に対する計算結果を即座に作成可能である。この機能は、過去の様々な気象条件に対する拡散解析結果の分析により、モニタリング計画の最適化等の事前計画の立案に利用できる。また、様々な仮想放出源情報を用いた拡散解析により、緊急時対策を検討する上で想定すべき事象の把握が可能である。さらに、本手法に基づきモニタリング結果から放出源情報を逆推定して放射性物質の時空間分布を再現することで、モニタリングの補完として活用可能である。
門脇 正尚; 永井 晴康; 寺田 宏明; 堅田 元喜*; 朱里 秀作*
Energy Procedia, 131, p.208 - 215, 2017/12
被引用回数：4 パーセンタイル：91.53原子力施設事故によって大気中に放射性物質が放出された際に、放射性物質の時空間分布を再現可能な大気拡散シミュレーションは、緊急時対応や被ばく評価に対して有効である。本研究では、データ同化手法及び最新の領域気象モデルを用いて大気拡散シミュレーションを改良し、福島第一原子力発電所事故由来の放射性物質の時空間分布を再構築する。大気拡散シミュレーションは原子力機構が開発した大気拡散モデルGEARNによって行われた。大気拡散シミュレーションのための気象場は、4次元変分法を用いた気象データ同化解析手法と領域気象モデルWRFで計算された。シミュレーションの再現性は、放射性核種の沈着量及び大気濃度の計算値と実測値の比較から評価した。福島第一原子力発電所の付近において、観測されたCs-137とI-131の沈着量の空間分布をシミュレーションは良好に再現した。特に、発電所から北西方向及び南方向で観測されたCs-137の高い沈着量分布の再現性の向上が顕著であった。東日本の広域においても、モデル過大評価であったCs-137の沈着量の再現性が向上した。これらは、4次元変分法を用いた気象データ同化解析手法によって、再現性の高い風速場が得られたことに起因すると考えられる。本研究で再構築された大気拡散過程は、福島第一原子力発電所事故の線量影響評価の見直しや、日本国内の原子力施設における緊急時対応に対して有効な情報となる。
門脇 正尚; 堅田 元喜; 寺田 宏明; 永井 晴康
Atmospheric Pollution Research, 8(2), p.394 - 402, 2017/03
被引用回数：2 パーセンタイル：7.18(Environmental Sciences)世界版緊急時環境線量情報予測システム(WSPEEDI)は、粒子法による大気拡散モデルGEARNを用いている。総観規模より大きな計算対象領域においては粒子法のもつ統計誤差や計算機資源の確保が問題となる。本研究では、WSPEEDIの長距離の大気拡散シミュレーションにおける性能向上のために、有限差分法に基づく大気拡散モデルGEARN-FDMを開発した。移流拡散方程式は質量保存を満たす移流スキームとクランクニコルソン法で解かれる。水平拡散を計算するために、サブグリッドスケールの水平拡散の効果をパラメタリゼーションとして導入した。モデルの妥当性を欧州大気拡散実験データを用いて検証した結果、濃度分布や最大濃度の観測時刻、プリューム到達時刻は良好に再現された。計算による測定値の再現度を評価する統計値も、従来モデル同等以上の結果が得られ、モデルの妥当性を確認した。シミュレートされた水平拡散係数は沿岸や山岳で大きく、それらの場所をプリュームが通過するときに強い拡散が生じていた。水平拡散による輸送を正確にモデル化することは、放射性核種輸送計算をするうえで重要であることが示唆される。
門脇 正尚
no journal, ,
大気中および海洋中の放射性核種の時空間分布を推定するには、数値モデルを用いたシミュレーションが非常に重要である。原子力基礎工学研究センター環境動態研究グループは、これまでに大気移流拡散モデルおよび海洋移流拡散モデルの開発を行ってきた。本発表ではそれらモデルの詳細およびモデルを用いた本グループの研究成果事例や共同研究体制を紹介する。また、今後の予定しているシミュレーション研究に係わる課題であるセミラグランジュ型の大気移流拡散モデル、放射性核種のアンサンブルシミュレーション、沿岸海洋シミュレーション、放射性核種濃度の同化についても議論する。
門脇 正尚; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 古野 朗子; 永井 晴康
no journal, ,
原子力施設の事故に伴い大気中へ放出された放射性核種の分布を予測するためには、計算シミュレーションが有効な手段である。総観規模以下では、WSPEEDIで用いる粒子型モデルは予測精度が高く有効である。一方で総観規模より大きな計算対象領域においては、粒子型モデルの持つ潜在的な誤差や計算コストが問題となる。そこで本研究では、WSPEEDIの改良を目的として、有限差分法による大気移流拡散モデルを開発し、粒子型モデルとの比較および検証を行なった。拡散項はCrank-Nicolson法を用いて解いた。移流項は質量保存を満たす高精度差分法を用いて解いた。有限差分法を用いた数値実験は、欧州拡散実験ETEXで観測されたトレーサーガスの時間-空間分布について良好な再現結果を得た。本講演では、差分型および粒子型との比較検証の結果について報告する。
門脇 正尚; 永井 晴康; 寺田 宏明; 堅田 元喜; 朱里 秀作*
no journal, ,
原子力施設事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量の把握において、放射性物質の空間分布及び時間変化を再現可能な大気拡散シミュレーションは有効である。しかしながら、大気拡散シミュレーションに必要な気象場の再現性がしばしば問題となる。そこで本研究では、WRF-DA及びWRFによる気象データ同化解析手法を用いて、福島第一原子力発電所事故時の大気拡散シミュレーションの再現性を向上する。気象場の再現計算を4次元変分法を用いたWRF-DA及びWRFで実施し、同化解析手法によって得られた気象場を大気拡散モデルGEARNの入力データとして用いた。大気拡散シミュレーションで得られた計算結果と実測値との比較から、データ同化による大気拡散及び沈着状況の再現性を評価した。本発表では、プラント周辺及び広域における、放射性物質の大気拡散及び沈着の再現性の向上について議論する。
永井 晴康; 寺田 宏明; 都築 克紀; 堅田 元喜; 太田 雅和; 古野 朗子; 門脇 正尚; 朱里 秀作*
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の事故時に放出された放射性物質による住民の被ばく線量について、現時点では実測に基づく評価が困難な事故初期段階における被ばく線量を詳細に評価するために、計算シミュレーションにより放射性物質の時間空間分布を再構築する。まず、既存の放出源推定結果を調査した結果、JAEAの最新の放出源再推定結果がサイト周辺のモニタリング結果を良好に再現し有効と考えられたため、この放出源情報のさらなる精緻化を進めることとした。大気拡散シミュレーションについては、最新の気象モデルWRF及び高度なデータ同化手法を導入するとともに、大気拡散モデルに精緻な沈着過程を導入し、放射性物質の大気拡散及び沈着状況の再現性向上のための改良を行った。次に、大気拡散シミュレーションを実行し、積算地表沈着量の観測値との比較により再現性の評価を行った。また、データベースの計算手法及び解析手法を試作し、放射性物質大気濃度・沈着量の時間空間分布データベースの基本版を構築した。今後、放出源情報及び拡散計算を最適化し、データベースを完成する予定である。
門脇 正尚; 堅田 元喜; 寺田 宏明
no journal, ,
ヨウ素129(I-129)は長寿命放射性核種であり、地球環境中の全存在量に対して核実験や使用済核燃料再処理施設に起因する人為起源の存在量が9割以上を占める。放出量が定量的に評価されている物質はトレーサーとして適切であることから、I-129をトレーサーとした物質循環研究が進められてきた。降水中I-129濃度の観測から、イギリスのセラフィールドおよびフランスのラ・アーグの二つの再処理施設が大気経由のI-129の主な供給源として知られているが、これらの施設から大気中に放出されたI-129のグローバルな循環は十分には理解されていない。この循環を明らかにするには、高時間分解能で連続して観測されたI-129の大気・降水中濃度データと、大気中のヨウ素に関わる諸過程を考慮した数値シミュレーションを組み合わせた解析が有効である。そこで本研究では、大気中のI-129のグローバルな循環を支配する過程を明らかにするために、大気拡散モデルGEARN-FDMと気象モデルWRFを用いたI-129の全球シミュレーションを行った。シミュレーション結果は、日本で観測された降水中I-129濃度の冬季極大および夏季極小の季節変動を良好に再現した。また、この計算結果から、降水による除去過程がI-129の大気循環を決める重要な役割を担っている可能性が示唆された。一方で、モデルは中緯度で降水の多い夏季の大気中I-129濃度を大きく過小評価していた。これはWRFで計算された北半球の降水量が過大評価となっていたことと、大気拡散モデルに含まれる湿性沈着パラメタリゼーションに不確定性があることに起因すると考えられる。
門脇 正尚; 堅田 元喜*; 寺田 宏明; 鈴木 崇史; 長谷川 英尚*; 赤田 尚史*; 柿内 秀樹*
no journal, ,
ヨウ素129(I)は、年代測定や物質循環研究のトレーサーとして有用である。大気中のIは、主に核燃料再処理施設の排出と海洋からの揮発に起因する。大気中へ放出されたIは大気沈着の影響を受けながら全球に大気輸送されるが、大気中のIの時空間分布は十分に理解されていない。そこで、本研究では、大気中のIの全球分布と季節変動をシミュレートするために、移流拡散、大気沈着、核燃料再処理施設からの排出、海洋からの揮発、光化学、ガス粒子変換を考慮したIの全球輸送モデルを開発した。全球輸送モデルの入力気象場を計算するために、気象モデルWRF (Weather Research and Forecasting)と再解析データERA-Interimが用いられた。モデル検証のため、2006年1月1日から2010年12月31日を対象としたIの大気拡散計算を実施し、観測値と比較をした。2006年から2010年の間に六ヶ所で観測されたガス態と粒子態のIの大気濃度と沈着量とモデル結果を比較したところ、モデルは観測されたIの大気濃度や沈着量の季節変動を良好に再現した。さらに、過去に欧州、アジア、北米で観測されたIの降水中濃度とモデル結果を比較したところ、モデル結果は観測されたI濃度の地理的分布を良好に再現した。本発表では、モデル結果から示唆される大気中のI濃度の時空間分布と大気中のI循環を支配する要因について議論する。
