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光学的オフライン分析に基づく非水溶性エアロゾルの氷晶核への寄与解明

Research Project

Project/Area Number 22K18024
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

大畑 祥  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (70796250)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsエアロゾル / 氷晶核 / 鉱物ダスト / 黒色炭素 / バイオエアロゾル
Outline of Research at the Start

大気中の鉱物ダストと生物起源粒子は、氷の雲粒(氷晶)を生成する核(氷晶核)として重要な働きをすると考えられているものの、測定の難しさから、大気中の数濃度の変動と氷晶核数への寄与の理解は不十分である。本研究では、近年開発された光学的粒子検出技術をフィルタに捕集した大気エアロゾルの分析に応用することで、これらの粒子の数濃度を測定する手法を確立する。この手法を用いて都市大気と森林大気のエアロゾルを分析し、二つの代表的な大気環境下における鉱物ダストと生物起源粒子の動態と氷晶核数への寄与を定量的に明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

鉱物ダスト・バイオエアロゾル・黒色炭素などの非水溶性エアロゾル粒子(WIAPs)は、放射や雲との相互作用を通じて気候に影響を及ぼしている。これらのエアロゾルの動態を理解するため、以下のような測定手法の評価と観測を実施した。
まず、フィルタに採取したエアロゾル試料を水に分散させ、複素散乱振幅センサで分析することにより、WIAPsを分類して粒径別数濃度を測定する手法の評価を行い、査読付き国際誌に発表した。この手法を用いて、2022年の夏季に西部北太平洋上空で採取されたエアロゾル試料を分析し、これまで観測の難しかった上空のバックグラウンド環境における典型的なダストの粒径別数濃度を明らかにするとともに、同試料の氷晶核数濃度の分析を進めた。また、北極圏に位置するノルウェー・スピッツベルゲン諸島のニーオルスン観測所にて、WIAPsと氷晶核を分析するためのエアロゾル試料の集中的な採取を、夏季の約2週間にわたり1日ごとに実施した。今後も本研究で評価した測定手法を様々な環境で採取されたエアロゾル試料の分析に応用することで、WIAPsの動態と氷晶核への寄与の定量的な理解が深まることが期待できる。
本年度はさらに、グリーンランド南部において、蛍光性バイオエアロゾルの集中的な観測を夏季に実施した。昨年度までに都市大気の観測で得たデータと合わせて今後解析を進め、様々な環境における蛍光性バイオエアロゾルの特徴づけを進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、非水溶性エアロゾルの測定手法の評価を進め、査読付き国際誌での発表に至った。また、本手法を用いて、様々な環境で採取されたエアロゾル試料の分析を進められている。さらに、グリーンランドにおける蛍光性バイオエアロゾルの観測も実施することができた。以上のことから本研究は順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

2022年の夏季に西部北太平洋上空で採取されたエアロゾル試料の分析結果をまとめ、査読付き国際誌に投稿する。また、北極域等で採取した試料の分析を行い、非水溶性エアロゾルと氷晶核粒子の数濃度の関係を定量的に明らかにするための解析を進める。これまでに取得した蛍光性バイオエアロゾルのデータ解析を行い、様々な環境における蛍光性バイオエアロゾルの特徴づけを進める。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Evaluation of a method to quantify the number concentrations of submicron water-insoluble aerosol particles based on filter sampling and complex forward-scattering amplitude measurements2023

    • Author(s)
      Ohata Sho、Moteki Nobuhiro、Kawanago Hikaru、Tobo Yutaka、Adachi Kouji、Mochida Michihiro
    • Journal Title

      Aerosol Science and Technology

      Volume: 57 Issue: 10 Pages: 1013-1030

    • DOI

      10.1080/02786826.2023.2223387

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] エアロゾル-放射・雲相互作用2023

    • Author(s)
      松井仁志,大畑祥,當房豊,松木篤,板橋秀一,大島長,鈴木健太郎,佐藤陽祐
    • Journal Title

      大気化学研究

      Volume: 48

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Aircraft-based observation of mineral dust particles over the Northwestern Pacific Ocean in the summer of 20222023

    • Author(s)
      S. Ohata, N. Moteki, K. Adachi, Y. Tobo, H. Matsui, K. Kita, T. Mori, A. Yoshida, and M. Koike
    • Organizer
      6th ISEE Symposium
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] モンゴル雪氷試料中のブラックカーボンの測定2023

    • Author(s)
      大畑祥、上田紗也子
    • Organizer
      氷河融解を加速する光吸収性不純物に関する研究集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 夏季の西部北太平洋上空における鉱物ダストの粒径別数濃度の航空機観測2023

    • Author(s)
      大畑祥、茂木信宏, 當房豊, 足立光司, 松井仁志, 北和之, 森樹大, 吉田淳, 小池真
    • Organizer
      第28回大気化学討論会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Book] 北極域の研究―その現状と将来構想(分担執筆担当範囲:エアロゾル(大分類1自然科学,中分類1-1大気 (対流圏・成層圏),小分類1-1-3物質循環)2024

    • Author(s)
      當房豊,大畑祥,松井仁志(北極環境研究コンソーシアム長期構想編集委員会 編)
    • Total Pages
      480
    • Publisher
      海文堂出版
    • ISBN
      9784303562304
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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