O3_episode

O3高濃度

大気汚染(O3)関連研究のうち，光化学オキシダント(オゾン O3)高濃度イベント(1日〜数日程度の高濃度) に関する個人的メモ．

都道府県で数県以上，水平距離で数百km 程度以上の規模をもつ 「長距離輸送型O3高濃度」を主な解析対象とする． 日本国外から，すなわち越境輸送の寄与があると思われる事例． あくまでも主観的かつ定性的な区分である．

大都市内部〜大都市近郊で盛夏期に観測されやすい， 「地域内輸送型O3高濃度」は，特に興味深い事例 (古典的・典型的な例． また極端な高濃度・気象条件などが特殊，などの場合も)について記す．

なお，O3高濃度時には SPM, PM2.5 の濃度上昇もしばしば観測される． O3高濃度イベントの選択時には， SPM・PM2.5高濃度イベントも要調査．

 広域 O3 高濃度イベント関連のメモ

以下で使用する「O3高濃度」は，特に但し書きが無い限り 1時間値で 120 ppb 以上となった事例をさす．

以前は「長距離輸送型」と「地域内輸送型」の項目に分けていたが，事例の列挙している段階では，これらの仕分けが困難． とりあえず，イベント列挙するスピードを上げる為，これらの分類を無視する．

 O3 高濃度イベントリスト

2019年

• 2019-05-22 to 2019-05-xx (now continued...): 高気圧に覆われた晴天が継続，5月の最高気温記録更新(しかも北海道で．北海道各地の気温が5月の国内記録でも上位を独占)，全国的なOx (O3)濃度上昇

  Spatial distribution of hourly Ox concentration at 15JST 24-26March 2019. Vectors represent surface wind that is obtained from the MSM-GPV, Japan Meteorological Agency.

  Ox (2019-05-22T15:00+09:00)	Ox (2019-05-23T15:00+09:00)	Ox (2019-05-24T15:00+09:00)	Ox (2019-05-25T15:00+09:00)	Ox (2019-05-26T15:00+09:00)

  • 5/22 から，西日本の広い範囲で 100 ppb 近い濃度．局所的には100 ppb を超過．長崎県・五島では 123 ppb (5/22 18JST)
  • 5/23 以後も西日本を中心にOx高濃度が継続．時間経過に伴い東日本・北日本にも拡大． 大田(島根県)で 144 ppb (5/23 18JST)，洲本(兵庫県）で 147 ppb (5/24 18JST)，赤穂（兵庫県）で 152 ppb (5/25 15JST)
  • 5/26 12JST には，品川区豊町(東京都)で 201 ppb． 同日 15JST には，川口・さいたま市などで 180 ppb 超過． 北海道でも 100 ppb を超過． 光化学スモッグ注意報，幾つかの地域で発令（エリア未確認）．
  • 5/27 光化学スモッグ注意報発令．関東地方，東海地方，新潟でも．
  • 日本列島の南側に位置する高気圧，動きが極めて遅い．500hPa面では，トラフから切離低気圧が日本の南東海上に形成．移動性システムの移動が阻害されている模様．

2018年

• 2018-03-25 to 2018-03-29 (now continued...): 高気圧に覆われた晴天が継続，全国的な濃度上昇

  Spatial distribution of hourly Ox concentration at 15JST 25-28March 2018. Vectors represent surface wind that is obtained from the MSM-GPV, Japan Meteorological Agency.

  Ox (2018-03-25T15:00+09:00)	Ox (2018-03-26T15:00+09:00)	Ox (2018-03-27T15:00+09:00)	Ox (2018-03-28T15:00+09:00)

  • 3/25 から，西日本の広い範囲で 100 ppb 近い濃度．PM2.5濃度も比較的高い．
  • 3/27 頃からはOx高濃度の中心が東日本側に．北海道でも3/28には80ppb超過(オレンジ)． 関東では 3/28 15時で埼玉~千葉北部において 100 ppb を超過(赤)．
  • 3/29 は東京で夏日となる予想． 朝から関東を含む広範囲でOx濃度高いので，このままでは光化学スモッグ注意報発令レベル(120 ppb)に近い濃度になるかもしれない． 継続する見込みが乏しければ，注意報発令まではいかないだろうが (wrote at 12:00 29 March)．
  • 大都市の郊外地域では，光化学生成が盛んとなる昼間だけでなく(水平輸送に伴う)夕方以後の高濃度にも注意． 内陸側の方が高濃度になる事もあるので．

2017年

Under construction...

2016年

• 2016-05-XX to 2016-05-24: 瀬戸内海沿岸や近畿・東海，関東で高濃度．
  • 5/20 頃(?)から，上空の切離低気圧にともなう低気圧がほぼ停滞．その西側に位置する高気圧もほぼ停滞したため，晴天が継続．
  • 5/24 午後には，栃木・群馬で光化学オキシダント注意報が発令．最高濃度は，5/24 16時に 154 ppb (栃木県日光市役所藤原総合支所)．

2015年

• 2015-07-21 to 2015-08-07 (梅雨明け後，8月前半まで): 猛暑日の継続，光化学オキシダント注意報が大都市やその近傍地域で何度も発令された．
  • 高濃度日 = 7/21: 埼玉，群馬； 7/25 - 27: 関東の南部・西部； 7/31 - 8/4: 近畿・東海・関東； 8/6: 広島東部； 8/7: 関東南部
  • 梅雨明け日 = 沖縄: 6/11, 奄美: 7/15, 九州南部: 7/17, 関東甲信: 7/19, 四国: 7/24, 東北南部: 7/26, 九州北部 & 東北北部: 7/29 (これで全国が梅雨明け)

2014年

• 3/30 - 31: 夜間に広範囲でO3濃度上昇
  • 近畿・東海・関東などの大都市域で深夜に Ox > 70 ppb となる．
  • 濃度レベルは高くないが，光化学生成がありえない夜間に濃度上昇した事から， 移流による濃度上昇しか考えられない．
  • SO2 は広域濃度上昇見られず．
  • 急発達する低気圧が日本を縦断した直後 (See also 気候気象関連 > お気に入り低気圧 > cyclone 2014-03-30)． ひまわり水蒸気画像を見ると，tropopause folding とおぼしき状況と推測． もしかすると，成層圏起源のO3流入があった可能性あり．要検討．
  • 山岳部(例えば EANET の八方尾根; 標高1800mちょい)の濃度も要チェック．

2013年

• 6/19: 北陸地方で，梅雨前線存在下にもかかわらず 100 ppb 超のO3高濃度．
  • 鎌田ほか (2016, 大気環境学会誌, vol. 51 No.2, p.144-152)
    • 常時監視データと数値モデル(NHM-Chem)を用いたO3高濃度要因解析．
    • 日本海沿岸部の広範囲におよぶメソαスケールの高濃度事象と能登半島付近の数10km規模のメソβスケールの高濃度事象の重ね合わせ．
    • 乾燥貫入(dry intrusion)と思われる力学的圏界面の降下を確認． O3に富む成層圏起源気塊がO3濃度上昇に貢献した可能性が考えられる．

2012年

• 5/7 - 8: 西日本を中心とした地域で高濃度．
  • PM濃度も上昇．See also SPM・PM2.5高濃度 > 2012年5月7-8日
  • R210 (最終，2014):
    • hoge

2011年

• ほげほげ
  • 未調査

2010年

• ほげほげ
  • 未調査

2009年

• 5/8 - 12: 九州など西日本を中心とした地域で高濃度．
  • 菅田ほか (2011, 大気環境学会誌):
    • 大気汚染予測システムVENUS検証のための事例解析．
    • 5月8日は九州，9日には大阪付近でも Ox > 100 ppb．10日には，さらに東側の東海地方や関東地方でも 100 ppb 超過を観測．11日には，瀬戸内海沿岸から近畿・東海地方が中心．

2008年

• ほげほげ
  • 未調査

2007年

• 8月上旬: 関東地方でO3高濃度．
  • R203 (最終，2010):
    • 高濃度エピソード解析その4．7/31 - 8/2, 8/9 - 13 を解析．(p.127; PDFでは149枚目)
    • 8/1 に大阪や関東北部で O3 ≥ 120 ppb． 特に関東平野では，南関東と北関東との濃度差が顕著．18時には，福島県の中通りでも高濃度となる．8/2 は西日本に台風5号が宮崎県に上陸．北陸はフェーンとなり，富山市で38.5℃
    • 8/10 は各地で猛暑．多治見で 37.8℃，大阪や東京でも2007年で初の猛暑日， 関東及び東海地方でO3高濃度．関東地方では，8/10, 11 共に主に西部で高濃度．
    • 埼玉県では，8/4 - 11 の連続8日間にわたり光化学スモッグ注意報を発令．12日以後の濃度低下はお盆休みに伴う前駆物質排出量低下が原因と思われる．
    • 福島県浜通りでも 8/10 夕方頃に 80 ppb 超過．茨城県経由の輸送に起因か．
    • 関東地方から長野・新潟・福島方面へのO3輸送について言及．

• 7/24 - 29: 中四国地域でO3高濃度．
  • R203 (最終，2010):
    • 高濃度エピソード解析その3．7/24 - 29 を解析．(p.109; PDFでは131枚目)
    • 関東・東海・近畿から九州に至る瀬戸内海沿岸で 100 ppb 超過
    • 7/29 に SPM も 100 µg/m3 超過．九州北部〜中四国，北陸にかけての広範囲で．

• 6/26 - 30: 西日本および東海地域でO3高濃度．
  • R203 (最終，2010):
    • 高濃度エピソード解析その2．6/26 - 30 を解析．(p.89; PDFでは111枚目)
    • 近畿・東海・関東で 120 ppb 超過．
    • SPM も150 µg/m3 超過が多数．ただし，期間中には梅雨前線および移動性の低気圧に伴う前線通過もみられるため，湿度影響には留意せよ．

• 5/26 - 27: 九州など西日本を中心とした地域で高濃度．
  • 板橋ほか (2009, 大気環境学会誌):
    • 本論文での Episode-5．CMAQ v4.4 使用．EI は REAS v1.1
  • 光化学スモッグ注意報発令により， 九州北部を中心に屋外イベントの中止が相次いだ
  • 黄砂も同時に飛来(いわゆる『汚れた黄砂』か?)

• 5/8 - 9: 日本列島のかなり広範囲(南西諸島と北東北〜北海道を除く全域) で全国的な高濃度．PM濃度も上昇 (See SPM高濃度 > 2007年5月8-9日)
  • Ox空間分布

    Spatial distribution of hourly concentration of Ox in 15JST 08-09 May 2007.

    Ox (2007-05-08T15:00+09:00)	Ox (2007-05-09T15:00+09:00)

  • 研究論文の例:
    • 大原ほか(2011, 大気環境学会誌):
    • 黒川ほか(2011, 大気環境学会誌):
    • 早崎ほか(2011, 大気環境学会誌):
    • 板橋ほか (2009, 大気環境学会誌): 本論文での Episode-3．CMAQ v4.4 使用．EI は REAS v1.1
  • 大都市近郊ばかりでなく， 離島(五島列島，対馬，隠岐，佐渡)などでもO3高濃度
  • 深夜に高濃度を観測した地域もあることから， 単純な光化学生成過程では説明できない
  • O3濃度上昇とほぼ同期して，SO2や粒子状物質も濃度上昇
  • 山岳部(八方尾根; 標高1800mちょい)でも SO2, 粒子状物質濃度と同期した濃度上昇を観測

• 4/26 - 27: 西日本でO3高濃度．
  • 板橋ほか (2009, 大気環境学会誌):
    • 本論文での Episode-1．CMAQ v4.4 使用．EI は REAS v1.1
  • R203 (最終，2010):
    • 高濃度エピソード解析その1．4/26 - 30 を解析．(p.73; PDFでは95枚目)

2006年

• ほげほげ
  • 未調査

1997年

• 5/31 - 6/2:
  • R184 (最終報告書，2004):
    • 6/1 にピーク．島根県や瀬戸内~大阪湾沿岸，愛知，埼玉〜群馬で 100 ppb 超過．
    • 報告書執筆時には全国データが揃っていないので，高濃度範囲を捉え切れていない可能性がある．

• 4/25 - 28:
  • R184 (最終報告書，2004):
    • 4/27 にピーク．25-26で九州北部から中四国地域，27には東海から関東地方にかけて 100 ppb 超過．
    • 報告書執筆時には全国データが揃っていないので，高濃度範囲を捉え切れていない可能性がある．

• 4/12 - 15: 九州北部から中四国，東海地方にかけて 100 ppb 超過
  • R184 (最終報告書，2004):
    • 4/13 にピーク．九州北部から中四国地域，静岡県東部などで 100 ppb 超過．
    • 報告書執筆時には全国データが揃っていないので，高濃度範囲を捉え切れていない可能性がある．

1996年

• 5/24 - 27: 関東，東海，近畿および瀬戸内地域で日最高 Ox ≥ 100 ppb
  • R184 (最終報告書，2004):
    • 5/26 にピーク．瀬戸内海沿岸から関東，さらに山陰や北陸など広範囲で 100 ppb 超過．
    • 報告書執筆時には全国データが揃っていないので，高濃度範囲を捉え切れていない可能性がある．

O3関連の個人的メモ

書きたいことのメモ． まとめる手順や表記の体裁は，項目の列挙が一段落したら再考する(2015-09-06)

• Ox 測定方法の変遷． 常時監視局のOxデータを使って経年変化を議論するには， 測定方法別の経年変化を考慮する必要あり．
• Ox 校正の開始時期(2010年度から変更)．測定局ごとの更新履歴などは？ そもそも，調べる手段（メタ情報）は残っているのだろうか？
• グローバルな視点．ここ最近のグローバルなO3濃度の変動について，把握していない． 論文のレビューが必要．
• 日本国内での前駆物質排出規制の時期について．VOC規制が 2006年以後(参考: 吉門, 2015)． NOx規制は... 何度もあるはず．自動車NOx・PM法の施行・その改正などに注意．

参考文献・リンク

オゾン高濃度に関する文献などの情報． Under construction.

 文献 (学術論文)

1. 上野ほか (2015, 大気環境学会誌)
   • title = 関東地方の夏季高濃度Oxの長期的(1990-2011)濃度変動要因の検討と前駆物質濃度削減効果の予測評価
   • 関東地方の夏季におけるOx生成量に対するNMHC, NOx濃度の関係． NOx-sensitive なのか，VOC-sensitive なのか．
   • Ox測定法の変更とVOC組成変化の影響も検討．
2. Verstraeten et al.(2015, Nature Geoscience)
   • title = Rapid increases in tropospheric ozone production and export from China
   • 衛星リモセンによるオゾン濃度の年々変動(2005-2010)． CTMを使ったモデル実験も．
   • 中国での前駆物質排出の増加がO3濃度増加の要因の一つ． 成層圏起源O3の流入も寄与． 東アジア周辺だけでなく，下流側の北米西海岸のO3濃度にも影響あり．
3. 吉門 (2015, 大気環境学会誌)
   • title = 首都圏における夏季高濃度オゾン出現に関わる前駆物質(NMHCとNOx)の挙動解析
   • 関東での海風が卓越する日だけを選択した解析． NOx, NMHC も併用． 海風日の早朝の東京都区部周辺の風向系統により，Ox高濃度の出現が大きく左右されている．
4. 泉川 (2015, 大気環境学会誌)
   • title = 光化学オキシダント測定法の検討経過—湿式オキシダント自動測定器を中心に—(後編)
   • 光化学Ox測定法の歴史．前編も併せて読むべし
5. 泉川 (2014, 大気環境学会誌)
   • title = 光化学オキシダント測定法の検討経過—湿式オキシダント自動測定器を中心に—(前編)
   • 光化学Ox測定法の歴史．後編も併せて読むべし
6. 遠藤ほか (2013, 大気環境学会誌)
   • title = 中部日本の夏季静穏日における光化学オキシダントの日変化と関連する熱的局地循環
   • 夏季静穏日における海陸風循環，O3高濃度の時空間変動について．合成図解析．
   • Table 1 に選択した夏季静穏日の日付リストあり，1992-2009年で合計35日間．
7. 若松 (2013, 大気環境学会誌)
   • title = 光化学大気汚染の対策と現況 ー近年の対策とその根拠ー
   • 光化学オキシダント対策の現状などまとめ．NOx, VOC排出規制対策の経緯など． 大気環境学会関東支部講演会(2012-06-18)要旨を転載，
8. Ooka et al. (2011, Procedia Environ. Sci.)
   • title = Influence of meteorological conditions on summer ozone levels in the central Kanto area of Japan
9. 秋元 (2011, 天気)
   • title = 東アジアにおけるオゾン・エアロゾル広域大気汚染
   • 東アジアスケールの大気汚染に関する概要レビュー． 2009年度秋季気象学会シンポジウム「東アジアの大気環境」の報告1，
10. 武ほか (2010, 大気環境学会誌)
    • title = ポテンシャルオゾンを用いたOxの異常値スクリーニング方法の検討
    • PO を使ったスクリーニング．都市域などNOx排出影響が大きい大気環境下では，PO を使う方が異なる地域間の相互比較を行いやすいようだ．
11. Kurokawa et al. (2009, ACP)
    • title = Influence of meteorological variability on interannual variations of springtime boundary layer ozone over Japan during 1981-2005
12. 板橋ほか (2009, 大気環境学会誌)
    • title = 2007年春季に発生した東アジアスケールの広域的越境汚染の化学輸送モデルCMAQによる解析
    • 2007年4月下旬〜5月下旬のO3高濃度エピソード(5回)を対象．観測値を用いたCMAQ推計値の検証， さらにゼロエミッション実験で中国寄与分を推計．この感度実験での推計では，平均で約4割のオゾンが中国起源として説明できる．
13. 大原ほか (2008, 大気環境学会誌)
    • title = 2007年5月8，9日に発生した広域的な光化学オゾン汚染 ー オーバービュー ー
14. 黒川ほか (2008, 大気環境学会誌)
    • title = ネスト版RAMS/CMAQ連携モデルによる2007年5月8, 9日に発生した広域的な光化学オゾン汚染の解析
15. 早崎ほか (2008, 大気環境学会誌)
    • title = 2007年5月8-9日に発生した広域的な光化学オゾン汚染: 観測データ解析
16. Niwano et al. (2007, SOLA)
    • title = Evaluation of Vertical Ozone Profiles Simulated by WRF/Chem Using Lidar-Observed Data
17. Yamaji et al. (2006, AE):
    • title = Analysis of the seasonal variation of ozone in the boundary layer in East Asia using the Community Multi-scale Air Quality model: What controls surface ozone levels over Japan?
    • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2005.10.067
18. 吉門ほか (2006, 大気環境学会誌)
    • title = メソスケール気象モデルを用いた長期平均濃度評価手法の検討 (II) 高濃度オゾン評価への適用の試み
19. 神成 (2006, 大気環境学会誌)
    • title = 関東・関西地域における光化学オキシダント濃度の週末効果に関する解析 ~~第1報 二種類の週末効果反転現象の発見
    • 日本国内での週末効果(weekend effect)に関する重要論文(その1)．解析期間: FY1990-2002
    • 第2報も併せて読むべし
20. Tanimoto et al. (2005, GRL)
    • title = Significant latitudinal gradient in the surface ozone spring maximum over East Asia
21. 秋元 (2003, 資源環境対策)
    • title = 東アジアオゾン汚染の日本への影響
22. Pochanart et al. (2002, AE)
    • title = Surface ozone at four remote island sites and the preliminary assessment of the exceedances of its critical level in Japan
23. 鵜野，菅田 (1998, 天気)
    • title = 日本域の春季の対流圏オゾン高濃度のシミュレーション
24. 大原ほか (1995, 大気環境学会誌)
    • title = 関東・関西地域における光化学オキシダントの経年動向に関する解析
25. Wakamatsu et al. (1990, AE)
    • title = A Field Study of Photochemical Smog Formation under Stagnant Meteorological Condition

 報告書

• 国立環境研究所研究報告: いわゆるRシリーズ． 1977年の R-1 以後，各種研究プロジェクト等の報告書PDFが入手可能．
• Ox, PM に関するC型・II型共同研究:
  • 複数の地方自治体の環境研究所と国立環境研究所との共同研究プロジェクト． 研究テーマを時代の要求に合わせて変更しつつ，2001年度から現在まで5期にわたり継続．
  • C型(第1期, H15-H17; FY2001-2003), R184 (最終報告書，2004):
    • title = 西日本および日本海側を中心とした地域における光化学オキシダント濃度等の経年変動に関する研究
  • C型(第2期, H16-H18; FY2004-2006), R193 (中間，2006): R195 (最終，2007):
    • title = 日本における光化学オキシダント等の挙動解明に関する研究
  • II型(第3期, H19-H21; FY2007-2009), R203 (最終，2010):
    • title = 光化学オキシダントと粒子状物質等の 汚染特性解明に関する研究
  • II型(第4期, H22-H24; FY2010-2012), R210 (最終，2014):
    • title = PM2.5 と光化学オキシダントの実態解明と発生源寄与評価に関する研究

 Web

• 光化学オキシダント関連情報提供ホームページ: 環境省・気象庁が それぞれ所有する光化学オキシダント関連情報をまとめたページ．
  • 予測: MRI-CCM2(気象研), VENUS(国環研), GCWM(JAMSTEC), SPRINTARS(九大・応力研，竹村研),
• 大気汚染常時監視局データ(速報値)の広域分布図 (千葉大CEReS, Japan):
  • そらまめ君で報じられている濃度観測(速報値)を使った，日本全国の濃度分布． データ更新が日単位なので，観測から1-2日程度遅れる．
  • PM2.5, SPM, Ox, NOx, SO2 の全国濃度分布と気象庁GPV MSM による地上風の重ね書き画像が利用可能．
  • PM2.5 は 2012年4月1日以後，その他要素は2009年4月1日以後の画像が作成してある．
  • 上記期間ならば，過去画像の閲覧が可能．

更新履歴

Ox, O3 高濃度エピソード情報の更新履歴．

更新日	内容
2019-05-27	2019-05-22 to 2019-05-26 (まだ継続中)の全国的な濃度上昇イベントをメモ． 5月としては記録破りの猛暑．5/26 の気温は北海道・佐呂間で39.5℃．5月の最高気温上位19位までが5/26の北海道の観測点を占める事態となった(2019-05-27時点)． 晴天･静穏な気象状況が継続しているため，O3前駆物質が滞留してしまっていると推測． 高温である事それ自体も注意すべきだが，O3による農作物への影響が出ないか気がかり．
2018-03-29	2018-03-25 to 2018-03-28 (まだ継続中)の全国的な濃度上昇イベントをメモ． PM2.5濃度もまぁまぁ高いけれど，注意喚起情報が出るようなレベルではない． 今回のイベントは Ox の方が広域かつ(3月にしては比較的)高濃度なので注目．
2016-05-25	C型研究(1期)報告書( R184 (最終報告書，2004)) II型研究(通算3期)最終報告書(R203 (最終，2010)) で取り上げられた事例(1996-1997, 2007)についてメモを追加．
2016-02-14	2009-05-08 to 05-12 の事例を追加． 2014-03-30 to 03-31 の急発達する低気圧通過後の夜間からのO3濃度上昇イベント， 発生した年を間違えて2013年に記述していた．
2015-09-06	これまでに収集した論文・報告書を参照し，それらの中で研究対象とした高濃度エピソードの抽出を開始． 事例数が多く，報告媒体もバラバラなので，信頼できる情報の集積には，かなり時間がかかると思われる．
201?-xx-xx	記述開始日，記録が残ってない．多分，2011年頃だと思う．