冬季日本では、西高東低のいわゆる冬型の気圧配置になると、ユーラシア大陸やオホーツク海からの寒気の流入により、日本海側の地域を中心に厳しい寒さや大雪となることがある。寒気の流入に伴う近年の大雪事例について、人為起源の温暖化影響を評価した先行研究がある。この研究では、日本海の海面水温上昇に伴い大気中に含まれる水蒸気量が増加したことで、北陸地方の内陸部を中心に降雪量が増加したことを指摘している。しかし、先行研究の解析で用いられた人為起源の温暖化による大気場の変化量は月平均場の変化量から見積もられており、大雪発生時の気圧配置は考慮されていない。そのため、温暖化に伴う大気場の変化量を気圧配置毎に見積もることで、過去の大雪事例のような顕著現象に対する温暖化影響をより厳密に評価できる可能性がある。そこで本研究では、過去の大雪事例における温暖化影響評価の改善を念頭に、気圧配置毎に大気場の長期トレンドを検出する手法を開発した。この手法を用いて冬季日本周辺の下層大気場の長期トレンドを調べたところ、オホーツク海から寒気が流入しやすい気圧配置では他の気圧配置よりも北日本の温暖化の傾向が強いことが分かった。発表では、各気圧配置における大気場の長期トレンドの特徴を示し、過去の大雪事例に対する温暖化影響評価への応用可能性を議論する。

Quantifying the coevolution of greenhouse gases and air quality pollutants can provide insight into underlying anthropogenic processes enabling predictions of their emission trajectories. Here, we classify the dynamics of historic emissions in terms of a modified Environmental Kuznets Curve (MEKC), which postulates the coevolution of fossil fuel CO2(FFCO2) and NOx emissions as a function of macroeconomic development. The MEKC broadly captures the historic FFCO2-NOx dynamical regimes for countries including the US, China, and India as well as IPCC scenarios. Given these dynamics, we find the predictive skill of FFCO2 given NOx emissions constrained by satellite data is less than 2% error at one-year lags for many countries and less than 10% for 4-year lags. The proposed framework in conjunction with an increasing satellite constellation provides valuable guidance to near-term emission scenario development and evaluation at time-scales relevant to international assessments such as the Global Stocktake.

This paper was published in Nature Communications: https://www.nature.com/articles/s41467-023-37264-8

I will also provide a brief overview of the NASA’s latest advancements in atmospheric composition satellite projects.