気候システムセミナー

日時：金曜日 13:30-15:00
場所：東京大学柏キャンパス 総合研究棟270室
（＊変更の場合もありますので、詳細は下記の予定をご確認ください）

今後の予定

• 場所: 270室＋Zoomによる開催（予定）

• Title: Atmospheric nonspherical particles: Toward advanced cloud-aerosol remote sensing
• Time: 13:30 - 15:00 on May. 26, 2022.
• Place: 270室およびZoomによる開催(General Research Bldg. 2F room 270 and Zoom)
• Abstract: Spaceborne cloud-aerosol property retrievals have been widely used not only for climate studies and validations of numerical modeling capabilities but also nowadays process-oriented microphysics studies. However, these satellite-based cloud-aerosol products may involve systematic biases and/or uncertainties primarily due to inappropriate assumptions made in the retrieval algorithms. In particular, the particle shape models assumed in the retrieval algorithms are generally much simpler than those in nature that exhibit a variety of particle sizes and nonspherical shapes. In this presentation, I will first briefly review cloud-aerosol remote sensing and the importance of the relevant assumptions of atmospheric nonspherical particles in remote sensing. Next, I will introduce a recently developed comprehensive database for the single-scattering properties of irregular aerosol particles (the so-called TAMUdust2020 database) for mineral dust optical property models as an example. The new mineral dust optical property model assumes an ensemble of various irregular particle shapes that mimic realistic mineral dust particle shapes and their diversity and is developed with state-of-the-art light scattering computational capabilities. Furthermore, I will describe the potential applications of the new optical property model to multi-satellite-based remote sensing of dust aerosols, including spaceborne active and passive sensor observations. If time allows, I will describe an example of an active-passive combined remote sensing of cloud properties for cloud microphysics studies.
  References: Saito et al.,(2021) J. Atmos. Sci., 78, 2089-2111; Saito and Yang, (2021) Geophys. Res. Lett., 48, e2021G095121.

• Title: 海洋生態系・物質循環に対する人為起源の栄養塩流入の影響
• Time: 13:30 - 15:00 on Apr. 21, 2022.
• Place: 270室およびZoomによる開催
• 要旨：化石燃料の燃焼や農業用の化学肥料の利用などの人間活動は、大気と河川から海洋への栄養塩(窒素や鉄など)の流入を大幅に増加させている。このような富栄養化は基礎生産を増加させ、気候変動による減少を一部打ち消す可能性がある。また、海洋内部への有機物の輸送とその分解を増やすため、炭素の吸収を促進し、気候変動による海洋の脱酸素化を増幅させる。しかし、CMIP5の地球システムモデルなどでは人為起源の栄養塩流入の影響は考慮されていない。そのため、このような擾乱が海洋の生物地球化学循環に与える影響についての理解は、気候変動の影響の理解に比べ不十分である。特に、気候変動の影響と、人為起源の栄養塩流入の影響との定量的な関係は、ほとんど理解されていない。 本研究では、大気と河川からの人為起源の栄養塩流入を考慮したCMIP6モデルの一つ（MIROC-ES2L）によるヒストリカル実験を用いて、海洋基礎生産量、炭素吸収量、溶存酸素インベントリーの変化に対する人為起源の栄養塩流入の寄与が気候変動の寄与と同程度であることを示す。特に、 (1)富栄養化は、海洋の温暖化と成層化に伴う基礎生産の減少を打ち消す以上の効果がある、(2)気候変動に伴う海洋上層の貧酸素化を加速し、モデルと観測の不整合の一部を補う、という2つの注目すべき結果が得られた。これらの結果から、海洋の生物地球化学循環に対する人間活動の影響を評価するためには、栄養塩流入と気候変動の両方の影響を考慮することが重要であることがわかった。

• Title: Co-evolution of atmospheric oxygen level and marine biogeochemical cycles on early Earth
  初期地球の大気酸素濃度と海洋物質循環系の共進化についての理論的研究
• Time: 13:30 - 15:00 on Apr. 14, 2022.
• Place: 270室およびZoomによる開催
• 要旨：地球史初期の太古代（40-25億年前）の地球は大気酸素濃度は現在より6桁以上小さい無酸素条件下にあったと考えられている。一方、その後の原生代初期の約24-22億年前には大気酸素濃度が現在の数％程度まで一気に上昇する「大酸化イベント」が発生したと考えられている。この大酸化イベントを駆動するためには酸素を多量に放出できる酸素発生型光合成生物が海洋中に存在することが必要であるが、酸素発生型光合成生物はこの大酸化イベントから数億年以上先んじて登場していたのではないかということが、地質学的・系統学的に議論されている。私はそのような無酸素条件の太古代の酸素発生型光合成生物の登場後から原生代にかけての大気-海洋-生態系-気候の共進化について、これまで主に鉛直一次元大気光化学系モデルと海洋生物地球化学循環ボックスモデルを用いて理論的な検討を進めてきた。今回の発表ではその背景となる知識について紹介した上で、これらの成果について議論を行いたい。

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