2023 Fiscal Year Research-status Report
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23KJ2144
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| Research Institution | National Institute of Polar Research |
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Principal Investigator |
吉田 淳 国立極地研究所, 先端研究推進系 気水圏研究グループ, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2026-03-31
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| Keywords | 海水粒子 / 氷晶核 / エアロゾル / 極域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究での目的は、極域において海洋から大気に放出された固体粒子が、氷雲を形成するのに必要な核（氷晶核）として働いているのかどうかを明らかにすることである。そのためには、海水中の固体粒子の粒子種や粒径別濃度を分析することが重要であるが、そのような分析手法は十分に確立されていない。2023年度ではまず、近年開発された固体粒子測定装置である複素散乱振幅センサーを用いて海水粒子の分析手法を確立した。複素散乱振幅センサーは、個別粒子の粒径・複素屈折率（組成）・形状に依存する複素散乱振幅という物理量を測定する。本研究では北西太平洋航海で得られた海水粒子の複素散乱振幅のデータをもとに、粒子を五つのタイプに分類した。走査型電子顕微鏡の分析結果や標準試料の複素散乱振幅データと比較することで、これらのタイプに対応する主要な粒子種（珪藻・炭素質・鉱物ダスト・酸化鉄・ブラックカーボン）を明らかにした。続いて本手法を用いて、第64次南極地域観測活動（JARE64)の船舶観測（2022年12月～2023年3月）にて採取された南極域における海水・海氷・積雪試料を分析した。その結果、上述した五つのタイプごとに粒径別濃度を定量することに成功し、本手法が南大洋の海水・海氷・積雪中の粒子の分析にも有効であることを確認した。
2023年度にはまた、JARE64の船舶観測にて所得された大気中の微粒子（エアロゾル）の濃度変化のデータ解析も行った。その結果、エアロゾルの数濃度が風波レイノルズ数および海洋表層のクロロフィル濃度と相関していることが分かった。このことは、波しぶきや海洋表層の生物活動を起源とするエアロゾルを本観測で捉えたことを示唆している。
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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
固体粒子測定装置である複素散乱振幅センサーを用いた海水粒子の分析方法を確立することができた。この手法についての研究成果を査読付きの国際誌に投稿した。また当初の計画にはなかったが、南極域における積雪や海氷中の粒子の分析にも本手法が利用できることが分かり、大気エアロゾルや海水粒子の動態を理解するにあたって有用なデータがさらに得られることが分かった。以上のことから、本研究は順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
第64次南極地域観測活動で得られた試料を中心に、複素散乱振幅センサーを用いて大気エアロゾルや海水粒子の粒子種や粒径分布の分析を行う。また、同観測で採取した氷晶核試料の分析も行う。特に、波しぶきや海洋生物活動が卓越しているときとそうでないときに着目して、海洋から大気中へ放出される様々な種類の固体粒子と氷晶核の濃度の対応関係を調べる。
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| Causes of Carryover |
当初、データ解析用のソフトウェアの購入を計画していたが、フリーのプログラミング言語を用いることで代用が可能であることが分かったため、ソフトウェアを購入せず、次年度使用額が発生した。一方で、固体粒子の分析の消耗品（フィルター・チューブなど）の使用量が想定よりも多いので、それらの購入に次年度使用額を用いる予定である。
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| Remarks |
https://researchmap.jp/atsushi_yoshida
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[Presentation] Applying the Complex Amplitude Sensor to Determine Size Distribution of the Suspended Particulate Matter in the Surface Ocean2024
Author(s)
Yoshida, A., Tobo, Y., Adachi, K., Moteki, N., Kawai, Y., Koike, M.
Organizer
Ocean Sciences Meeting 2024
Int'l Joint Research
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