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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Investigation of ice nucleating particles in a frequent occurrence region of Arctic mixed-phase clouds

Research Project

Project/Area Number 16H06020
Research InstitutionNational Institute of Polar Research

Principal Investigator

當房 豊  国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (60572766)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords北極域 / エアロゾル-雲相互作用 / 氷晶核
Outline of Annual Research Achievements

氷晶核(氷形成能力を有するエアロゾル粒子)の存在は、極微量であっても、地球の気候や生態系に多大な影響を及ぼす。北極域の下層大気(数百メートル~数キロメートルの高度)では、年間を通して混相雲(過冷却の雲滴と氷晶とが混在する雲)が頻繁に発生している。混相雲内での氷形成過程には、氷晶核として機能するエアロゾル粒子の存在が必須である。しかしながら、北極域の大気中における氷晶核の数濃度については、その計測が技術的に非常に困難であることから、実測データがほとんど報告されてきてない。また、氷晶核の供給源についても、未だによくわかっていない。

本研究では、申請者が新たに確立した「超低濃度状態でも氷晶核の計測が可能な実験系」であるCRAFT(Tobo, 2016, Sci. Rep.)を用いて、北極域の中でも特に混相雲の発生頻度が高い地域だといわれているスヴァールバル諸島に位置するニーオルスンにおいて、エアロゾル粒子の氷晶核としての役割に着目した調査研究を展開している。2018~2019年度は、ニーオルスンを計6回(2018年7~8月、2019年1月、2019年3月、2019年7~8月、2019年11月、2020年3月)訪問し、Zeppelin山観測所(海抜約474メートル地点)とGruvebadet観測所(Zeppelin山のふもとにある観測所)での集中観測を実施した。また、本研究で得られた北極域混相雲内でのエアロゾル粒子の氷晶核としての役割に関する科学的知見などをまとめた原著論文と総説論文の執筆し(Tobo et al., 2019, Nat. Geosci.; 當房, 2019, 大気化学研究)、国内外の学会や研究集会等での発表を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (28 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] コロラド州立大学/コーネル大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      コロラド州立大学/コーネル大学
  • [Int'l Joint Research] ノルウェー極地研究所/NILU(ノルウェー)

    • Country Name
      NORWAY
    • Counterpart Institution
      ノルウェー極地研究所/NILU
  • [Int'l Joint Research] アルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      アルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所
  • [Int'l Joint Research] ストックホルム大学(スウェーデン)

    • Country Name
      SWEDEN
    • Counterpart Institution
      ストックホルム大学
  • [Int'l Joint Research] CNR/ペルージャ大学(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      CNR/ペルージャ大学
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      2
  • [Journal Article] Glacially sourced dust as a potentially significant source of ice nucleating particles2019

    • Author(s)
      Tobo, Y., Adachi, K., DeMott, P. J., Hill, T. C. J., Hamilton, D. S., Mahowald, N. M., Nagatsuka, N., Ohata, S., Uetake, J., Kondo, Y., Koike, M.
    • Journal Title

      Nature Geoscience

      Volume: 12 Pages: 253~258

    • DOI

      10.1038/s41561-019-0314-x

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 混相雲内でのエアロゾルの氷晶核としての役割2019

    • Author(s)
      當房 豊
    • Journal Title

      大気化学研究

      Volume: 41 Pages: 041A02

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Seasonal changes of airborne bacterial communities over Tokyo and influence of local meteorology2019

    • Author(s)
      Uetake, J., Tobo, Y., Uji, Y., Hill, T. C. J., DeMott, P. J., Kreidenweis, S. M., Misumi, R.
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fmicb.2019.01572

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A comprehensive characterization of ice nucleation by three different types of cellulose particles immersed in water2019

    • Author(s)
      Hiranuma, N. et al. (52 co-authors)
    • Journal Title

      Atmospheric Chemistry and Physics

      Volume: 19 Pages: 4823~4849

    • DOI

      10.5194/acp-19-4823-2019

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ice nucleation by particles containing long-chain fatty acids of relevance to freezing by sea spray aerosols2018

    • Author(s)
      DeMott, P. J., Mason, R. H., McCluskey, C. S., Hill, T. C. J., Perkins, R. J., Desyaterik, Y., Bertram, A. K., Trueblood, J. V., Grassian, V. H., Qiu, Y., Molinero, V., Tobo, Y., Sultana, C. M., Lee, C., Prather, K. A.
    • Journal Title

      Environmental Science: Processes & Impacts

      Volume: 20 Pages: 1559~1569

    • DOI

      10.1039/C8EM00386F

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Characteristics of droplet size distributions in low-level stratiform clouds observed from Tokyo Skytree2018

    • Author(s)
      Misumi, R., Uji, Y., Tobo, Y., Miura, K., Uetake, J., Iwamoto, Y., Maesaka, T., Iwanami, K.
    • Journal Title

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      Volume: 96 Pages: 405~413

    • DOI

      10.2151/jmsj.2018-040

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 【総説】北極域での雲凝結核・氷晶核の研究2020

    • Author(s)
      當房 豊
    • Organizer
      2019年度 エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会
  • [Presentation] Variation of atmospheric INP number concentrations during continuous monitoring on Tokyo Skytree in 2016/20172020

    • Author(s)
      Tobo, Y., Uetake, J., Matsui, H., Uji, Y., Iwamoto, Y., Miura, K., Misumi, R.
    • Organizer
      3rd Atmospheric Ice Nucleation Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 黄砂飛来時における東京スカイツリーでの氷晶核の観測:2017年5月の事例2019

    • Author(s)
      當房 豊、植竹 淳、松井 仁志、宇治 靖、岩本 洋子、森 樹大、三浦 和彦、三隅 良平
    • Organizer
      日本気象学会 2019年度秋季大会
  • [Presentation] High-latitude dust and its potential impact on atmospheric ice nucleation2019

    • Author(s)
      Tobo, Y.
    • Organizer
      3rd PACES Open Science Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大気中のダスト・微生物とその雲微物理への影響2019

    • Author(s)
      當房 豊
    • Organizer
      ニーオルスン新基地を利用した研究の新展開に関する研究集会
  • [Presentation] Routine measurements of atmospheric ice nucleating particles on Tokyo Skytree: Preliminary results in 2016/20172019

    • Author(s)
      Tobo, Y., Uetake, J., Uji, Y., Iwamoto, Y., Mori, T., Miura, K., Misumi, R.
    • Organizer
      11th Asian Aerosol Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2016~2017年の東京スカイツリーでの氷晶核の観測2019

    • Author(s)
      當房 豊、植竹 淳、宇治 靖、岩本 洋子、森 樹大、三浦 和彦、三隅 良平
    • Organizer
      東京理科大学 総合研究院 大気科学研究部門 第3回成果報告会
  • [Presentation] 氷晶核として働く微生物に関する研究2019

    • Author(s)
      當房 豊
    • Organizer
      2018年度 極域大気~アイスコア中の微生物に関する研究集会
  • [Presentation] 夏季のスヴァールバル諸島での氷晶核に関する調査研究2019

    • Author(s)
      當房 豊、足立 光司、DeMott P. J.、Hill T. C. J.、Hamilton D. S.、Mahowald N. M.、永塚 尚子、大畑 祥、植竹 淳、近藤 豊、小池 真
    • Organizer
      2018年度 エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会
  • [Presentation] 北極圏の海洋および陸域の上空での氷晶核の調査研究2019

    • Author(s)
      當房 豊
    • Organizer
      ミニ研究集会「大気-海洋境界層における大気物質の役割」
  • [Presentation] 黒い微粒子の氷核活性の評価2018

    • Author(s)
      當房 豊、茂木 信宏、足立 光司、大畑 祥、吉田 淳、近藤 豊、小池 真
    • Organizer
      日本気象学会 2018年度秋季大会 2018年11月1日
  • [Presentation] Recent progress and perspectives in ice nucleation studies at Ny-Alesund, Svalbard2018

    • Author(s)
      Tobo, Y., Adachi, K., DeMott, P. J., Hill, T. C. J., Hamilton, D. S., Mahowald, N. M., Nagatsuka, N., Ohata, S., Uetake, J., Kondo, Y., Koike, M., Mazzola, M., Cappelletti, D.
    • Organizer
      Ny-Alesund Atmosphere Flagship open workshop
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of immersion freezing properties of dark-colored particles under mixed-phase cloud conditions2018

    • Author(s)
      Tobo, Y., Moteki, N., Adachi, K., Ohata, S., Yoshida, A., Koike, M., Kondo, Y.
    • Organizer
      10th International Aerosol Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tobo, Y.2018

    • Author(s)
      Potential influence of aerosols on ice nucleation in mixed-phase clouds
    • Organizer
      JpGU Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ニーオルスンにおけるエアロゾルの氷核活性に関する調査研究2018

    • Author(s)
      當房 豊
    • Organizer
      平成30年度 ArCSプロジェクト全体会合
  • [Remarks] http://researchmap.jp/yutaka.tobo/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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