2013 Fiscal Year Annual Research Report
アジアのエアロゾル・雲・降水システムの観測・モデルによる統合的研究
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23221001
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
近藤 豊 東京大学, 大学院理学系研究科, 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, 准教授 (00225343)
高見 昭憲 独立行政法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 室長 (00262030)
竹川 暢之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (00324369)
大島 長 気象庁気象研究所, 環境・応用気象研究部, 研究官 (50590064)
新野 宏 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (90272525)
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| Project Period (FY) |
2011-05-31 – 2015-03-31
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| Keywords | 気候変動 / 環境変動 / 環境分析 |
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| Research Abstract |
(1-航空機観測のデータ解析)前年度に行われた航空機観測によって取得されたBCと全エアロゾルの観測データを解析し，汚染空気が湿潤対流を経験したときに，より大粒径のエアロゾルが優先的に湿性除去を受ける事を統計的に明らかにした。
(2-雨水・雪氷中のBCの測定法の改良)従来，雨水や雪氷を粒子化するために超音波ネブライザーを使用してきた。精密な評価実験により，超音波ネブライザーには粒子化効率に強い粒径依存性がある事が明らかになった。そこで，近年開発されたばかりの空気流で噴霧する形式のネブライザーを導入して実験を行ったところ，粒子化効率や粒径依存性のなさが超音波ネブライザーよりも遥かに優れている事が分かった。粒子化方法を新しいネブライザーに置き換えることにより，雨水中や雪氷中のBCを直径2μm程度まで定量的に観測できるようになった。
(3-BCの吸湿特性の測定法の開発)どのようなBCが選択的に湿性除去されるのかを観測的に解明するためには，BC含有粒子の雲凝結核特性を観測する必要がある。レーザー誘起白熱法の装置のインレットの相対湿度を精密にコントロールするシステムを開発し，BC含有粒子のBC質量と吸湿成長因子を同時に観測することを可能にした。
(4-光散乱モデルの開発)前年度に開発した光散乱コードを大幅に改良し，任意の空間格子で粒子の構造を表現できるように計算データの表現方法をした。この改良により，BCのような非常に複雑な形状について，ベンチマーク計算を行う事を可能にした。
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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
本年度までに，レーザー誘起白熱法によるBC粒径分布と，UHSASによる全エアロゾル粒径分布の同時観測により，実大気中ではより大きな粒径のエアロゾルが湿性除去を受け易いことを観測的に明らかにすることに成功した。また，湿性除去過程をより定量的に観測するために必要な，BCの吸湿特性と，降水中のBCの測定手法の開発はほぼ完了し，実用段階に至った。光散乱コード（放射モデル）の開発も，当初の目標をほぼ達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでは，エアロゾルの湿性除去の受け易さの粒子依存性を観測するために，雲-降水前後の空気塊の航空機観測を行うことしかできなかった。今後は，雲・降水過程でその粒径分布を変えないBCを粒子のトレーサーとする観測方法論を採用する。地上において，雲・降水前の空気塊中のBC観測と降水中のBCの観測を同時に行う事で，どのBC含有粒子が優先的に降水に取り込まれたのかを明らかにする。これらの観測には，本年度に開発したBCの吸湿特性の測定法と降水中のBCの測定法が不可欠である。この新しい観測方法により，従来困難であったエアロゾルの湿性除去過程のクロージャー観測ができると考えられる。また，開発した光散乱モデルを用いて，エアロゾル計測の誤差評価，大気中のエアロゾル・雲の放射特性を高精度に計算する。
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[Journal Article] Bounding the role of black carbon aerosol in the climate system: A scientific assessment2013
Author(s)
Bond,T.C.,S.J.Doherty,D.W.Fahey,P.M.Forster,T.Berntsen,O.Boucher,B.J.DeAngelo,M.G.Flanner,S.Ghan,B.Kärcher,D.Koch,S.Kinne,Y.Kondo,P.K.Quinn,M.C.Sarofim,M.G.Schulz,M.Schulz,C.Venkataraman,H.Zhang,,S.Zhang,N.Bellouin,S.Guttikunda,P.K.Hopke,M.J.Jacobson,J.Kaiser,Z.Klimpunt,U.Lohmann
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Journal Title
J. Geophys. Res.
Volume: 118
Pages: 5380-5552
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Seasonal variations of black carbon observed at the remote mountain site Happo in Japan2013
Author(s)
Liu, X., Y. Kondo, K. Ram, H. Matsui, N. Oshima, K. Nakagomi, T. Ikeda, N. Oshima, R. L. Verma, N. Takegawa, M. Koike, and M. Kajino
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Journal Title
J. Geophys. Res.
Volume: 118
Pages: 3709-3722
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Spatial and temporal variations of new particle formation in East Asia using the NPF-explicit WRF-chem model2013
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
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Journal Title
J. Geophys. Res.
Volume: 118
Pages: 11647-11663
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Structural analysis of aerosol particles by microscopic observation using a Time-of-Flight secondary Ion Mass spectrometer2013
Author(s)
Akinori Takami, Norihito Mayama, Tetsuo Sakamoto, Kenji Ohishi,Satoshi Irei,Ayako Yoshino,Shiro Hatakeyama,Kentaro Murano,Yasuhiro Sadanaga,Hiroshi Bandow,Kentaro Misawa, Masaaki Fujii
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Journal Title
J. Geophys. Research- Atmos.
Volume: 118
Pages: 6726-6737
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Ｓtructural analysis of fine particles using a Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometer2013
Author(s)
A. Takami, N. Mayama, T. Sakamoto, K. Ohishi, S. Irei,A. Yoshino, S. Hatakeyama, K. Murano, Y.Sadanaga, H. Bandow, K. Misawa and M. Fujii
Organizer
European Aerosol Conference
Place of Presentation
Prague（チェコ国）
Year and Date
20130901-20130906
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