2016 Fiscal Year Annual Research Report
北極の気候影響に関わるブラックカーボンの挙動の解明
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16H01770
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| Research Institution | National Institute of Polar Research |
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Principal Investigator |
近藤 豊 国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 特任教授 (20110752)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小池 真 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00225343)
平沢 尚彦 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (10270422)
茂木 信宏 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (20507818)
松井 仁志 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (50549508)
東 久美子 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (80202620)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 環境変動 / 気候変動 / 極地 / 地球変動予測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで他の研究者によりアラスカのバーローおよびスピッツベルゲンのニーオルスン(Ny-Alesund）においてブラックカーボン（BC）の長期測定が、フィルター捕集―光吸収法に基づくPSAP測定器により行われてきた。しかし、BCと共存する他のエアロゾル成分のBC測定への影響については評価されてこなかった。さらに、直接的に求まる光吸収係数をBC質量濃度に変換する際に必要な質量吸収断面積も異なった値が用いられてきた。インレットを加熱し、揮発性のエアロゾルを除去するCOSMOS測定器を用いて2013-2015年にこれらの2地点でBCの測定を3年間行ってきた。この測定に及ぼす不揮発性の海塩粒子の影響を室内実験と野外観測データから年平均で9%と推定した。さらにCOSMOS 測定値を元素状炭素測定器とレーザー誘起白熱法測定器SP2による質量濃度測定値と比較し9%程度の一致を得た。またCOSMOSの質量濃度とPSAPによる光吸収係数観測値には極めて高い相関があることを見出した。このCOSMOS-PSAP相関関係を用いて、これまでのPSAPによる光吸収係数観測値を質量濃度に変換し、BCの季節変動や長期変化を求めた。また従来の異なった測定法とCOSMOS測定法とを比較し、従来の観測法の問題を評価した。
2013年4月にニーオルスンの2地点で採取された積雪中のBC濃度を分析した。気象データを組み合わせて、降雪によるBCの沈着フラックスの時間変動を推定した。300 m高度の積雪量は10 m高度に比べ約2倍でありBCの沈着フラックスもそれに比例して約2倍であった。また積雪中BCのサイズ分布は安定していることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでアラスカのバーロー(Barrow)およびスピッツベルゲンのニーオソルスンにおける大気中のBC濃度の測定精度の評価とその観測結果については詳細な解析を行い、その内容を論文として、J. Geophys. Res.に出版した。バローとニーオルスンでこれまで採取してきた降雪・降水中のBCの分析を行なった。このように計画通り研究が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
バーローとニーオルスンで用いている大気中BC質量濃度測定器COSMOSの測定精度を詳細に評価した結果、COSMOSの測定精度は高いと評価されたのでこれを用いたBC観測を継続する。また、ニーオルスンでレーザー誘起白熱法によるBC測定をCOSMOSと同時に行ったので、２つの測定値を詳細に比較し、BC測定の絶対精度を評価する。今年度はカナダ環境・気候変動省と共同でアラート（Alert）の観測所（北緯82.45度）でのBC観測のためにCOSMOS測定器を設置する。
バーローとニーオルスンでこれまで採取してきた降雪・降水中のBCの分析を行なった。得られたBCの粒径雲分布・質量濃度のデータを詳細に解析してBCの湿性沈着フラックスを推定する。またニーオルスンで、箱に降雪を採集し、これまで行われてきた吹き流し（windsock）による降雪の採取を同時に行う。吹き流しは、エアロゾル濃度が高くなる傾向が指摘されている。2つの方法で採集された降雪のBC濃度を比較し、捕集後のBCへの干渉がない降雪の採集方法を確立する。
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[Journal Article] Evaluation of ground-based black carbon measurements by filter-based photometers at two Arctic sites2017
Author(s)
Sinha, P. R., Y. Kondo, M. Koike, J. Ogren, A. Jefferson, T. Barrett, R. Sheesley, S. Ohata, N. Moteki, H. Coe, D. Liu, M. Irwin, P. Tunved, P. K. Quinn, and Y. Zhao
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Journal Title
J. Geophys. Res.
Volume: 122
Pages: 3544-3572
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] THE GLOBAL AEROSOL SYNTHESIS AND SCIENCE PROJECT (GASSP) Measurements and modelling to reduce uncertainty2017
Author(s)
Reddington, C. L., K. S. Carslaw, P. Stier, N. Schutgens, H. Coe, D. Liu , J. Allan, J. Browse, K. J. Pringle, L. A. Lee, M. Yoshioka, J. S. Johnson, L. A. Regayre, D. V. Spracklen, G. W. Mann, A. Clarke, M. Hermann, S. Henning, H Wex, T. Kristensen, R. Leaitch, U. Pöschl, D. Rose, J. Schmale, Y. Kondo,et al.
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Journal Title
Bull. Amer. Meteorol. Soc.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Effects of wet deposition on the abundance and size distribution of black carbon in East Asia,2016
Author(s)
Kondo, Y., N. Moteki, N. Oshima, S. Ohata, M. Koike, Y. Shibano, N. Takegawa, and K. Kita
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Journal Title
J. Geophys. Res. Atmos.,
Volume: 121
Pages: 4691-4712
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Evaluation of the black carbon measurements in the Arctic2016
Author(s)
Y. Kondo, P. R. Sinha, M. Koike, J. A. Ogren, A. Jefferson, T. E. Barrett, R. J. Sheesley, S. Ohata, N. Moteki, H. H. Coe, D. Liu, M. Irwin, P. Tunved, P. K. Quinn, and Y. Zhao
Organizer
AGU fall meeting
Place of Presentation
Moscone Center(San Francisco, USA)
Year and Date
2016-12-12 – 2016-12-16
Int'l Joint Research
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[Presentation] Evaluation of black carbon measurements in the Arctic2016
Author(s)
P. R. Sinha, Y. Kondo, M. Koike, J. A. Ogren, A. Jefferson, T. E. Barrett, R. J. Sheesley, S. Ohata, N. Moteki, H. Coe, D. Liu, M. Irwin, P. Tunved, P. K. Quinn, and Y. Zhao
Organizer
The 7th symposium on polar science
Place of Presentation
National Institute of Polar Research（東京都立川市）
Year and Date
2016-11-29 – 2016-12-02
Int'l Joint Research
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[Presentation] グリーンランドにおける過去350年間のブラックカーボン及びダストの変動2016
Author(s)
東久美子，塚川佳美，近藤豊, ダルマイヤー・レミ, 平林幹啓, 尾形純, 北村亨太郎, 川村賢二, 本山秀明, 的場澄人, 門田萌, 青木輝夫, 茂木信宏・大畑祥, 森樹大, 小池真, 小室悠紀, 對馬あかね, 永塚尚子
Organizer
極域科学シンポジウム
Place of Presentation
国立極地研究所（東京都立川市）
Year and Date
2016-11-29 – 2016-12-02
Int'l Joint Research
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[Presentation] グリーンランドSIGMA-Dサイトにおける過去350年間のブラックカーボン変動－アイスコア連続融解分析装置による初期結果－2016
Author(s)
東久美子，塚川佳美，近藤豊, ダルマイヤー・レミ, 平林幹啓, 尾形純, 北村亨太郎, 川村賢二, 本山秀明, 的場澄人, 門田萌, 青木輝夫, 茂木信宏・大畑祥, 森樹大, 小池真, 小室悠紀, 對馬あかね, 永塚尚子
Organizer
雪氷研究大会（雪氷学会）
Place of Presentation
名古屋大学（愛知県名古屋市）
Year and Date
2016-09-28 – 2016-10-02
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[Presentation] Japanese plan for YOPP-SH2016
Author(s)
Hirasawa, N
Organizer
Year of Polar Prediction in the Southern Hemisphere (YOPP-SH) Planning Meeting
Place of Presentation
Ohio State University, (Ohio,USA)
Year and Date
2016-06-06 – 2016-06-06
Int'l Joint Research
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[Presentation] 南極昭和基地周辺における表面積雪中BC濃度および粒径分布の季節的傾向2016
Author(s)
木名瀬健, 北和之, 東久美子, 塚川佳美, 近藤豊, 茂木信弘, 大畑祥, 森樹大, 林政彦, 原圭一郎, 塩原匡貴,川島洋人
Organizer
日本地球惑星科学連合2016年大会
Place of Presentation
幕張メッセ（千葉県千葉市）
Year and Date
2016-05-22 – 2016-05-26
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