海洋前線帯とエアロゾル・雲相互作用

• Project Area: Multi-scale air-sea interaction under the East-Asian monsoon: A "hot spot" in the climate system
• Project/Area Number: 25106706
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小池 真 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00225343)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2014: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2013: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: エアロゾル / 雲

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、新学術領域研究「中緯度海洋と気候」の計画研究の集中観測の一環としてＨ25年夏のJAMSTEC研究船「かいよう」による黒潮続流での船舶観測に同期して、航空機によりエアロゾルと下層雲の観測を実施するという、初めての船舶・航空機同時観測を実施した。本年度はこの観測により得られた、黒潮続流域の下層雲とエアロゾルについてのデータ解析と数値モデル計算を実施した。船舶からは水温前線を南北に横切る航路において、ラジオゾンデやシーロメータによる気象観測が実施され、この結果、低い海面温度側と比較して高い海面温度側では境界層が発達し、雲の形成高度も高くなっていたことが明らかとなった。一方、航空機観測は暖気移流場の暖水側において実施された。清浄な大気中での観測であったため、累積モードのエアロゾル数濃度および雲粒数濃度は、人為起源エアロゾルの影響を強く受けた春季東シナ海と比較して1/5程度の濃度となっていた。また海面水温（SST）と地表面気温（SAT）との差は２K以下程度と温度差が小さかったことを反映し、これまでの我々が明らかとしてきた温度差（SST-SAT）とエアロゾルからの雲粒生成の割合の関係と整合的な結果が得られた。このことは、温度差とエアロゾルの雲物理影響の関係が幅広い条件において成り立つことを示唆するものである。
本年度はさらに領域3次元数値モデルWRF-chemを用いて、エアロゾルおよび雲微物理量の計算を行った。この結果、境界層内と比較して境界層の上には相対的に高いエアロゾル数濃度の層が存在するという観測結果の特徴などを再現することに成功した。境界層の上のエアロゾルは雲頂でのエントレインメント過程を通じて境界層内でのエアロゾルからの雲粒生成に影響を与える可能性があり、海面水温を通じた新たなエアロゾルー雲相互作用として、今後さらに研究を進める必要がある。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Case study of absorption aerosol optical depth closure over the East China Sea (2014)
  • Author(s): Koike, M., N. Moteki, K. Pradeep, T. Takamura, N. Takegawa, Y. Kondo, H. Matsui, A. Shimizu, and N. Sugimoto
  • Journal Title: J. Geophys. Res Volume: 119 Issue: 1 Pages: 122-136
  • DOI: 10.1002/2013jd020163
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Volatility basis-set approach simulation of organic aerosol formation in East Asia: implications for anthropogenic–biogenic interaction and controllable amounts (2014)
  • Author(s): Matsui, H., M. Koike, Y. Kondo, A. Takami, J. D. Fast, Y. Kanaya, and M. Takigawa
  • Journal Title: Atmos. Chem. Phys Volume: 14 Pages: 1-21
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of an aerosol microphysical module: Aerosol Two-dimensional bin module for foRmation and Aging Simulation (ATRAS) (2014)
  • Author(s): Matsui, H., M. Koike, Y. Kondo, J. D. Fast, and M. Takigawa
  • Journal Title: Atmos. Chem. Phys Volume: 14 Pages: 10315-10331
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Modeled black carbon radiative forcing and atmospheric lifetime in AeroCom Phase II constrained by aircraft observations (2014)
  • Author(s): Samset, B. H., G. Myhre, A. Herber, Y. Kondo, S.-M. Li, N. Moteki, M. Koike, et al.,
  • Journal Title: Atmos. Chem. Phys Volume: 14 Pages: 12465-12477
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Variability of aerosol particle number concentrations observed over the western Pacific in the spring of 2009 (2014)
  • Author(s): Takegawa, N., N. Moteki, N. Oshima, M. Koike, K. Kita, A. Shimizu, N. Sugimoto, and Y. Kondo
  • Journal Title: J. Geophys. Res. Atmos Volume: 119 Pages: 13474-13488
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatial and temporal variations of new particle formation in East Asia using the NPF-explicit WRF-chem model (2013)
  • Author(s): Matsui, H., M. Koike, N. Takegawa, Y. Kondo, A. Takami, T. Takamura, S. Yoon, S.-W. Kim, H.-C. Lim, and J. D. Fast
  • Journal Title: J. Geophys. Res. Volume: 118
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 西太平洋域におけるエアロゾルの下層雲への影響 (2014)
  • Author(s): 小池真、茂木信宏、浅野匠彦、中村尚、竹川暢之永尾 隆・中島 孝
  • Organizer: 第31回エアロゾル科学・技術討論会
  • Place of Presentation: 筑波大学（茨城）
  • Year and Date: 2014-08-07
  • Invited
• [Presentation] The Numerical Study on the Impact of the Kuroshio Warm SST on Low Altitude Clouds (2014)
  • Author(s): 浅野匠彦; 小池真 ; 松井仁志 ; 中村尚
  • Organizer: 第11回AOGS会
  • Place of Presentation: ロイトン札幌ホテル（北海道）
  • Year and Date: 2014-08-01
• [Presentation] 黒潮暖水域の下層雲への影響： SST平滑化感度実験における雲水量の変化 (2014)
  • Author(s): 浅野匠彦; 小池真 ; 松井仁志 ; 中村尚
  • Organizer: 日本気象学会
  • Place of Presentation: 横浜市開港記念会館（神奈川）
  • Year and Date: 2014-05-21
• [Presentation] 航空機観測によるエアロゾルー雲相互作用研究 (2014)
  • Author(s): 小池真、茂木信宏、近藤豊、竹川暢之
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川）
  • Year and Date: 2014-04-29
• [Presentation] 航空機によるエアロゾルの観測とモデル研究 (2014)
  • Author(s): 大島長、近藤豊、小池真、茂木信宏、竹川暢之、北和之、中村尚
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川）
  • Year and Date: 2014-04-29
• [Presentation] 黒潮暖水域の下層雲への影響：平滑化海面水温を用いた数値実験 (2014)
  • Author(s): 浅野匠彦; 小池真 ; 松井仁志 ; 中村尚
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川）
  • Year and Date: 2014-04-29
• [Presentation] 春季東シナ海におけるエアロゾルの雲物理量への影響と黒潮上でのSSTによる増大効果
  • Author(s): 小池真、茂木信宏、近藤豊、竹川暢之、中村尚、川合義美、谷本陽一
  • Organizer: 日本海洋学会
  • Place of Presentation: 北海道大学学術交流会館、北海道
  • Invited
• [Presentation] 航空機観測による下層雲のエアロゾル－雲相互作用研究
  • Author(s): 小池真
  • Organizer: 日本気象学会 第40回メソ気象研究会
  • Place of Presentation: 東北大学百周年記念会館、宮城県
  • Invited
• [Presentation] 航空機観測によるエアロゾルー雲相互作用研究
  • Author(s): 小池真、茂木信宏、近藤豊、竹川暢之
  • Organizer: 日本気象学会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター、宮城県
• [Presentation] 下層大気の鉛直安定度とエアロゾルの雲物理への影響：東シナ海における雲粒数濃度の増大メカニズム
  • Author(s): 小池真、茂木信宏、近藤豊、竹川暢之、中村尚
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県
• [Presentation] 春季東アジアのエアロゾルの雲物理への影響評価：WRF-Chem数値モデルのA-FORCE観測による比較検証
  • Author(s): 髙谷怜、小池真、松井仁志
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ、千葉県
• [Remarks] 東京大学大学院理学系研究科・地球惑星科学専攻・大気海洋科学大講座
  • URL: http://www-aos.eps.s.u-tokyo.ac.jp/~koike/