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International joint research on Arctic natural aerosols under warm conditions in Southern Greenland

Research Project

Project/Area Number 23KK0067
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
Research InstitutionNational Institute of Polar Research

Principal Investigator

當房 豊  国立極地研究所, 先端研究推進系, 准教授 (60572766)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 淳  国立極地研究所, 先端研究推進系, 学振特別研究員 (10926827)
植竹 淳  北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (40455473)
大畑 祥  名古屋大学, 高等研究院(宇宙), 助教 (70796250)
足立 光司  気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (90630814)
Project Period (FY) 2023-09-08 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥21,060,000 (Direct Cost: ¥16,200,000、Indirect Cost: ¥4,860,000)
Fiscal Year 2025: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Keywords北極域 / グリーンランド / エアロゾル / 北極
Outline of Research at the Start

北極域での急速な温暖化は、雪氷(積雪、氷床、海氷)の融解を進行させ、陸面や海面を露出させる。その結果、北極域の陸地や海洋から鉱物ダストやバイオエアロゾルなどの自然起源エアロゾルの発生規模や頻度は、将来的に増加することが予測される。これらは北極域の下層雲内での微物理過程に作用することで、北極域での放射収支や降水に大きな影響をもたらす可能性がある。そこで本国際共同研究では、北極域の中でも温暖なグリーンランド南部において、北極域の自然起源エアロゾルがどのように変動し、それらが雲核(氷晶核、雲凝結核)としてどのように寄与するのかを明らかにするための現地調査を実施する。

Outline of Annual Research Achievements

北極域での急速な温暖化は、雪氷(積雪、氷床、海氷)の融解を進行させ、陸面や海面を露出させる。その結果、北極域の陸地や海洋から鉱物ダストやバイオエアロゾル(気中の微生物)などの自然起源エアロゾルの発生規模や頻度は、将来的に増加することが予測される。これらは北極域の下層雲内での微物理過程に作用することで、北極域での放射収支や降水に大きな影響をもたらす可能性がある。そこで本研究では、北極域の中でも温暖なグリーンランド南部において、北極域の自然起源エアロゾルがどのように変動し、それらが雲核(氷晶核、雲凝結核)としてどのように寄与するのかを明らかにすることを目的とする。現地調査は、日本とスイスの合同研究チームがグリーンランド南部の町・ナルサークに開設するスーパーサイトで実施する。本国際共同研究の遂行によって、「温暖化によって北極域で雪氷が減少した際にエアロゾルや雲の微物理特性に生じる変化」についての先験的な知見が得られることが期待される。
2023年夏に日本とスイスの合同研究チームによるナルサークのスーパーサイトでのエアロゾル観測を実施したが(日本からは2023年7月に當房、足立、大畑の3名が現地を訪問し、鉱物ダストやバイオエアロゾルなどの自然起源エアロゾルを主な対象とした集中観測を実施)、初年度にあたる2023年度は、その際に得られたエアロゾル試料の分析やデータ解析を進めた。また、現地訪問で得られた情報を整理し、次回の同サイトでのエアロゾル観測の実施を見据えた研究計画の議論などを行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

グリーンランド南部の町・ナルサークに新たに開設されたスーパーサイトを活用し、2023年夏に日本とスイスの合同研究チームによるエアロゾル観測を実施することができた。日本の研究チームは、エアロゾルサンプラーによるエアロゾルのサンプリング(主に電子顕微鏡による個々のエアロゾルの大きさ、形状、組成等の詳細分析に使用)やバイオエアロゾル粒子数測定システム(WIBS-NEO)による蛍光性のバイオエアロゾルの数濃度の計測などを担当した。現在、これらのエアロゾル試料の分析やデータ解析を進めているところである。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画では、2024年と2025年の両方の夏にナルサークでのエアロゾル観測を実施する予定だったが、2023年夏のエアロゾル観測時に数多くの観測データや試料が得られた点や最近の社会情勢の変化による影響(特に円安による予算執行計画への影響)などを考慮し、2024年夏のエアロゾル観測に関しては、実施しないことになった。そこで2024年度に関しては、2023年夏に得られたエアロゾル試料の分析やデータ解析等に重点を置いた研究活動を行う予定である。日本とスイスの双方による研究の進捗状況の確認や2025年夏に予定している次回のエアロゾル観測の実施計画の議論については、毎月オンラインで開催しているセミナー(Greenfjord Seminar Series)等を通して行っていく予定である。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 11 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 1 results) Remarks (5 results)

  • [Int'l Joint Research] EPFL/ETH Zurich(スイス)

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  • [Journal Article] Roles of marine biota in the formation of atmospheric bioaerosols, cloud condensation nuclei, and ice-nucleating particles over the North Pacific Ocean, Bering Sea, and Arctic Ocean2024

    • Author(s)
      Kawana Kaori、Taketani Fumikazu、Matsumoto Kazuhiko、Tobo Yutaka、Iwamoto Yoko、Miyakawa Takuma、Ito Akinori、Kanaya Yugo
    • Journal Title

      Atmospheric Chemistry and Physics

      Volume: 24 Issue: 3 Pages: 1777-1799

    • DOI

      10.5194/acp-24-1777-2024

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    • Author(s)
      He Zichen、Naganuma Takeshi、Nakai Ryosuke、Uetake Jun、Hahn Martin W.
    • Journal Title

      Current Microbiology

      Volume: 81 Issue: 5 Pages: 115-115

    • DOI

      10.1007/s00284-024-03626-8

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    • Author(s)
      Singh Mohit、Kondo Yutaka、Ohata Sho、Mori Tatsuhiro、Oshima Naga、Hyvarinen Antti、Backman John、Asmi Eija、Servomaa Henri、Schnaiter Franz Martin、Andrews Elisabeth、Sharma Sangeeta、Eleftheriadis Kostas、Vratolis Stergios、Zhao Yongjing、Koike Makoto、Moteki Nobuhiro、Sinha P. R.
    • Journal Title

      Aerosol Science and Technology

      Volume: 58 Issue: 5 Pages: 536-553

    • DOI

      10.1080/02786826.2024.2316173

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  • [Journal Article] Regionally sourced bioaerosols drive high-temperature ice nucleating particles in the Arctic2023

    • Author(s)
      Pereira Freitas Gabriel、Adachi Kouji、Conen Franz、Heslin-Rees Dominic、Krejci Radovan、Tobo Yutaka、Yttri Karl Espen、Zieger Paul
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 5997-5997

    • DOI

      10.1038/s41467-023-41696-7

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  • [Journal Article] Composition and mixing state of individual aerosol particles from northeast Greenland and Svalbard in the Arctic during spring 20182023

    • Author(s)
      Adachi Kouji、Tobo Yutaka、Oshima Naga、Yoshida Atsushi、Ohata Sho、Krejci Radovan、Massling Andreas、Skov Henrik、Koike Makoto
    • Journal Title

      Atmospheric Environment

      Volume: 314 Pages: 120083-120083

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2023.120083

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  • [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

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  • [Journal Article] Dominant Role of Arctic Dust With High Ice Nucleating Ability in the Arctic Lower Troposphere2023

    • Author(s)
      Kawai Kei、Matsui Hitoshi、Tobo Yutaka
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 50 Issue: 8 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1029/2022gl102470

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A signature of aged biogenic compounds detected from airborne VOC measurements in the high arctic atmosphere in March/April 20182023

    • Author(s)
      Holzinger Rupert、Eppers Oliver、Adachi Kouji、Bozem Heiko、Hartmann Markus、Herber Andreas、Koike Makoto、Millet Dylan B.、Moteki Nobuhiro、Ohata Sho、Stratmann Frank、Yoshida Atsushi
    • Journal Title

      Atmospheric Environment

      Volume: 309 Pages: 119919-119919

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2023.119919

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Constraining the complex refractive index of black carbon particles using the complex forward-scattering amplitude2023

    • Author(s)
      Moteki Nobuhiro、Ohata Sho、Yoshida Atsushi、Adachi Kouji
    • Journal Title

      Aerosol Science and Technology

      Volume: 57 Issue: 7 Pages: 678-699

    • DOI

      10.1080/02786826.2023.2202243

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  • [Journal Article] Physical and chemical properties of PM1 in Delhi: A comparison between clean and polluted days2023

    • Author(s)
      Malik Arpit、Aggarwal Shankar G.、Kunwar Bhagawati、Deshmukh Dhananjay Kumar、Shukla Kritika、Agarwal Rishu、Singh Khem、Soni Daya、Sinha Puna Ram、Ohata Sho、Mori Tatsuhiro、Koike Makoto、Kawamura Kimitaka、Kondo Yutaka
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 892 Pages: 164266-164266

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2023.164266

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The four-wavelength Photoacoustic Aerosol Absorption Spectrometer (PAAS-4λ)2023

    • Author(s)
      Schnaiter Franz Martin、Linke Claudia、Asmi Eija、Servomaa Henri、Hyvarinen Antti-Pekka、Ohata Sho、Kondo Yutaka、Jarvinen Emma
    • Journal Title

      Atmospheric Measurement Techniques

      Volume: 16 Issue: 11 Pages: 2753-2769

    • DOI

      10.5194/amt-16-2753-2023

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 北太平洋~ベーリング海~北極海における氷晶核粒子の粒径分布の船舶観測2024

    • Author(s)
      當房 豊
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      2023年度 エアロゾル・雲・降水に関する研究集会
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    • Organizer
      Ocean Sciences Meeting 2024
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  • [Presentation] Distinctive changes in natural aerosols capable of ice nucleation likely linked to the climate and ecosystems in Svalbard2023

    • Author(s)
      Tobo, Y., Adachi, K., Kawai, K., Matsui, H., Ohata, S., Oshima, N., Kondo, Y., Hermansen, O., Inoue, J., Koike, M.
    • Organizer
      AGU Fall Meeting 2023
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  • [Presentation] Annual cycle of aerosols capable of ice nucleation and its relationship with the climate system and terrestrial ecosystems in Svalbard2023

    • Author(s)
      Tobo, Y., Adachi, K., Matsui, H., Kawai, K., Ohata, S., Kondo, Y., Hermansen, O., Inoue, J., Uchida, M., Koike, M.
    • Organizer
      Svalbard Science Conference 2023
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Possible factors influencing the variation of atmospheric ice nucleating particles in the Arctic lower troposphere2023

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      Tobo, Y.
    • Organizer
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 極域の大気中に浮遊する目に見えない微粒子を観測する2023

    • Author(s)
      吉田 淳
    • Organizer
      国立極地研究所創立50周年記念特別公開 『極地研探検2023』
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  • [Presentation] Seasonal variation in airborne prokaryotic and eukaryotic communities in Ny-Alesund, Svalbard2023

    • Author(s)
      Uetake, J., Tobo, Y.
    • Organizer
      14th Symposium on Polar Science
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aircraft-based observation of mineral dust particles over the Northwestern Pacific Ocean in the summer of 20222023

    • Author(s)
      Ohata, S., Moteki, N., Adachi, K., Tobo, Y., Matsui, H., Kita, K., Mori, T., Yoshida, A., Koike, M.
    • Organizer
      6th ISEE Symposium
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  • [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
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      Adachi, K.
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Compositions and mixing states of aerosol particles and cloud residuals in the Arctic2023

    • Author(s)
      Adachi, K.
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  • [Remarks] Researchmap (Yutaka Tobo)

    • URL

      https://researchmap.jp/yutaka.tobo/

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  • [Remarks] Researchmap (Atsushi Yoshida)

    • URL

      https://researchmap.jp/atsushi_yoshida

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  • [Remarks] Researchmap (Jun Uetake)

    • URL

      https://researchmap.jp/Jun_Uetake/published_papers/45828957

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  • [Remarks] Researchmap (Sho Ohata)

    • URL

      https://researchmap.jp/sho_ohata

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  • [Remarks] Researchmap (Kouji Adachi)

    • URL

      https://researchmap.jp/koujiadachi

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Published: 2023-09-12   Modified: 2024-12-25  

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