丹羽 洋介^*1,*2 (orcid.org/0000-0002-7600-9816)

^*1 国立研究開発法人 国立環境研究所 地球システム領域

^*2 気象研究所

研究者情報（URL）：https://researchmap.jp/yniwa?lang=ja

国立研究開発法人 国立環境研究所

Email: cgerdb_admin(at)nies.go.jp

[ver.2023.1]

最適化計算はBFGSベースの準ニュートン法を用いた（Fujii, 2005; Niwa, Fujii et al., 2017）。NICAM-TMの計算は空間解像度glevel-5 (平均グリッド間隔は約223km）で行った。逆解析では初期推定値からの偏差について最適化を行っている。ここで、化石燃料起源の排出（GCP-GridFED: Jones et al. 2021）は固定し、残りのフラックスの要素を最適化の対象とした。GCP-GridFEDはバージョン2023.1を用いた。具体的には、GPP (総一次生産), RE (呼吸), 森林火災のフラックスに対する係数（月毎）を最適化し、一方で海洋については、長期の正味フラックスに対して適用された年毎の係数を最適化した。初期値として、GPP, RE, LUCのフラックスにはVISIT (Ito and Inatomi, 2012; Ito, 2019)、森林火災のフラックスにはGFEDv4.1s (van der Werf et al., 2017)を用いた。一方、海洋フラックスには気象庁のデータ (Iida et al., 2015, 2021)を用いた。逆解析のスピンアップ・スピンダウンの影響が入らないよう、解析対象期間の1年前から３ヶ月後までを含む期間について計算を行った。また、大気輸送モデルのグリッドではなく、１度x１度の緯度経度グリッド上でフラックスの最適化を行った。

【GCMD_Platform】

Other > Models

【GCMD_Science】

Atmosphere > Atmospheric Chemistry > Carbon and Hydrocarbon Compounds > Carbon dioxide

【自由記述】

温室効果ガス、二酸化炭素、大気輸送モデル、逆解析、データ同化

【2023/12/19】

バージョン2023.1を公開（ver.2023.1）

【2022/12/27】

バージョン2022.1を公開（ver.2022.1）

【2021/12/24】

バージョン2021.1を公開（ver.2021.1）

【2020/11/27】

バージョン2020.1を公開（ver.2021.1）

石島 健太郎^*1

^*1 気象庁気象研究所

Ray Langenfelds^*1, Paul Krummel^*1, Zoe Loh^*1, Doug Worthy^*2, Martin Steinbacher^*3, Juha Hatakka^*4, Tuula Aalto^*4, Tuomas Laurila^*4, Viktor Ivakhov^*5, Luciana V. Gatti^*6, 齊藤 和幸^*7, Michel Ramonet^*8, Marc Delmotte^*8, Gilles Bentz, Morgan Lopez^*9, Francois Gheusi^*10, N. Mihalopoulos^*11, Josep-Anton Morgui^*12, Olivier Laurent^*13, Britton Stephens^*14, 向井 人史^*15, 町田 敏暢^*16, 笹川 基樹^*16, 野村 渉平^*16, 寺尾 有希夫^*16, 中岡 慎一郎^*16, 遠嶋 康徳^*16, 谷本 浩志^*16, Cathrine Lund Myhre^*17, Ove Hermanssen^*17, Gordon Brailsford^*18, Sylvia Nichol^*18, Arlyn Andrews^*19, Ed Dlugokencky^*19, John Lee^*20, Colm Sweeney^*19, Kirk Thoning^*19, Pieter Tans^*19, David Munro^*19, Stephan De Wekker^*21, Marc L. Fischer^*22, Dan Jaffe^*23, Kathryn McKain^*19, Brian Viner^*24, John B. Miller^*19, Anna Karion^*25, Charles Miller^*26, Christopher D. Sloop^*27, Peter Bakwin, Ralph Keeling^*28, Shane Clark^*28, Bill Paplawsky^*28, Adam Cox^*28, Stephen Walker^*28, Eric Morgan^*28, Eric Hintsa^*19, 青木 周司^*29, 森本 真司^*29, 後藤 大輔^*30, Kenneth Schuldt^*19

^*1 Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, Oceans & Atmosphere

^*2 Environment and Climate Change Canada

^*3 Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology

^*4 Finnish Meteorological Institute

^*5 Voeikov Main Geophysical Observatory

^*6 National Institute for Space Research (INPE), Center of Terrestrial System Science (CCST), Greenhouse Gas Laboratory (LaGEE)

^*7 気象庁

^*8 Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement - UMR8212 CEA-CNRS-UVSQ

^*9 Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement, Gif sur Yvette, France

^*10 Observatoire Midi-Pyrenees

^*11 Environmental and Chemical Processes Laboratory

^*12 Institut de Ciencia i Tecnologia Ambientals, Universitat Autonoma de Barcelona

^*13 ICOS Atmospheric Thematic Center

^*14 National Center for Atmospheric Research

^*15 国立研究開発法人 国立環境研究所 気候変動適応センター

^*16 国立研究開発法人 国立環境研究所 地球システム領域

^*17 Norwegian Institute for Air Research, Kjeller, Norway

^*18 National Institute of Water & Atmospheric Research

^*19 National Oceanic and Atmospheric Administration

^*20 University of Maine

^*21 University of Virginia

^*22 Lawrence Berkeley National Laboratory

^*23 University of Washington

^*24 Atmospheric Technologies Group Savannah River National Laboratory

^*25 National Institute of Standards and Technology

^*26 NASA Jet Propulsion Laboratory

^*27 Earth Networks

^*28 Scripps Institution of Oceanography

^*29 東北大学

^*30 国立極地研究所

伊藤 昭彦^*1, 飯田 洋介^*2, Matthew W. Jones^*3

^*1 東京大学 / 国立研究開発法人 国立環境研究所 地球システム領域

^*2 気象庁

^*3 Tyndall Centre for Climate Change Research, University of East Anglia

逆解析に用いた大気CO₂濃度の観測データは、obspack_co2_1_GLOBALVIEWplus_v8.0_2022-08-27 (Shuldt, et al., 2022, doi: 10.25925/20220808), obspack_co2_1_NRT_v8.2_2023-06-13 (Shuldt, et al., 2023, doi:10.25925/20230601)に収納されているオーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO）、カナダ環境・気候変動省（ECCC）、スイス連邦材料試験研究所（Empa）、フィンランド気象研究所（FMI）、ブラジルエネルギー原子力研究所（IPEN）、気象庁（JMA）、フランス気候環境科学研究所（LSCE）, アメリカ大気研究センター（NCAR）, 国立環境研究所（NIES）、ノルウェー大気研究所（NILU）、ニュージーランド国立大気水圏研究所（NIWA）、アメリカ海洋大気庁（NOAA）、スクリプス海洋研究所（SIO）、東北大学（TU）、国立極地研究所（NIPR）のデータを用いました。さらに、国立環境研究所（NIES）の観測データ（NIES GEDより公開）を用いました。なお、LSCEの観測データは"French monitoring network SNO-ICOS-France-Atmosphere"により得られたものです。また、ユングフラウヨッホにおけるEmpaの観測データは、"The Swiss National Air Pollution Monitoring Network and the Integrated Carbon Observation System (ICOS)"の一環として、 "The Swiss Federal Office for the Environment and ICOS Switzerland"より支援を受けています。本研究で用いた逆解析システムは環境省・（独）環境再生保全機構の環境研究総合推進費（JPMEERF21S20810）の支援を受けて開発されました。また、逆解析システムのベースとなっている大気モデルNICAMは東京大学、海洋研究開発機構、理化学研究所、国立環境研究所のグループによって開発されています。本プロダクト生成のためのモデルシミュレーションは国立環境研究所および気象研究所のスーパーコンピュータ（NEC SX-Aurora TSUBASA, FUJITSU PRIMERGY CX2550M5）を利用して行いました。

• inversion_description.ver.2023.1.pdf
• observation_list.ver.2023.1.csv

• Niwa, Y., H. Tomita, M. Satoh, R. Imasu, Y. Sawa, K. Tsuboi, H. Matsueda, T. Machida, M. Sasakawa, B. Belan, N. Saigusa (2017) A 4D-Var inversion system based on the icosahedral grid model (NICAM-TM 4D-Var v1.0) – Part 1: Offline forward and adjoint transport models, Geosci. Model Dev., 10, 1157–1174, doi:10.5194/gmd-10-1157-2017.
• Niwa, Y., Y. Fujii, Y. Sawa, Y. Iida, A. Ito, M. Satoh, R. Imasu, K. Tsuboi, H. Matsueda, N. Saigusa (2017) A 4D-Var inversion system based on the icosahedral grid model (NICAM-TM 4D-Var v1.0) – Part 2: Optimization scheme and identical twin experiment of atmospheric CO₂ inversion, Geosci. Model Dev., 10, 2201-2219, doi:10.5194/gmd-10-2201-2017.
• Niwa, Y., Y. Sawa, H. Nara, T. Machida, H. Matsueda, T. Umezawa, A. Ito, S.-I. Nakaoka, H. Tanimoto, Y. Tohjima (2021) Estimation of fire-induced carbon emissions from Equatorial Asia in 2015 using in situ aircraft and ship observations, Atmos. Chem. Phys., 21, 9455–9473, doi:10.5194/acp-21-9455-2021.
• Niwa, Y., K. Ishijima, A. Ito, Y. Iida (2022) Toward a long-term atmospheric CO₂ inversion for elucidating natural carbon fluxes: technical notes of NISMON-CO2 v2021.1, Prog. Earth Planet Sci., 9, 42, doi:10.1186/s40645-022-00502-6.

利用者は、本データセットの内容を改変することなく第三者に再配布すること、および、本データセットをもとにして新たに知的生産物 (以下、派生物) を作成して公表することができる。

本データセットを第三者に再配布する場合、有料で販売してはならない。

本データセットを本利用規約に基づいて第三者に再配布した場合、再配布されたデータセットにも本利用規約が適用される。

利用者は、再配布に際し、再配布により本データセットを受け取る者に対し、本データセットの原配布元のURL、本データセットが本利用規約のもとで提供されていること、および、本データセットは作成者によって随時更新されていることを通知しなければならない。

利用者は、派生物に、その派生物が本データセットを利用して二次的に作成されたものであることを明記しなければならない。

ただし作成者は、利用者に対し、派生物から出典の記載を削除するように要求することができる。その場合、利用者は、合理的に実施可能な範囲で、派生物から出典の記載を削除しなければならない。

本データセットを引用する場合は、以下のように表記しなければならない。

丹羽 洋介（2020）、逆解析システムNISMON-CO₂による長期全球CO₂フラックスデータ、ver.xxxx.x^*1、国立研究開発法人 国立環境研究所 地球システム領域、doi:10.17595/20201127.001. (参照^*2: YYYY/MM/DD)

^*1 バージョン番号はファイル名に記載されている。

^*2 参照年月日は、ファイルをダウンロードした日付を記載すること。

このデータセットにはGCP-GriFEDによる化石燃料起源排出データが含まれている。このデータを用いる場合には以下の参考文献を引用すること。

Jones, et al. (2021), Gridded fossil CO₂ emissions and related O₂ combustion consistent with national inventories 1959–2018, Sci Data 8, 2, https://doi.org/10.1038/s41597-020-00779-6 (description article)

Jones, et al. (2022), Gridded fossil CO₂ emissions and related O₂ combustion consistent with national inventories 1959-2021, https://doi.org/10.5281/zenodo.7016360 (v2022.2)

再配布、および成果物の公表が、不特定多数に向けて行なわれた場合、利用者はデータ提供機関にそのことを速やかに報告しなければならない。

本データセットが重要な貢献を果たした研究成果を発表・出版する場合、その発表・出版より十分前に、利用者は作成者に連絡し、共著の申し出をしなければならない。

本データセットの内容について、不備や誤り、またはその疑いのある記述を発見した場合、利用者は、その情報を速やかにデータ提供機関に報告しなければならない。

作成者およびデータ提供機関は、本利用規約に基づく本データセットの利用に関して一切の保証をしない。

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本データセットの内容や、本データセットを利用して作成した派生物に関して、科学的助言や、内容の学術的妥当性についての見解などを求める場合は、上記の利用規程とは別に、個別の契約に基づいて提供できる場合がある。

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