2013 Fiscal Year Annual Research Report
東アジア・北太平洋における有機エアロゾルの組成・起源・変質と吸湿特性の解明
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24221001
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
河村 公隆 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (70201449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 宰 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (30374648)
宮崎 雄三 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (60376655)
内田 昌男 独立行政法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, 主任研究員 (50344289)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 大気エアロゾル / 吸湿特性 / 微粒子の吸湿成長 / 有機酸 / ジカルボン酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中国の急速な経済発展の結果、大気汚染の影響は東アジア全域や北太平洋にまで及んでおり、雲の形成や気候への影響が出てきている可能性が指摘される。平成25年度には、人間活動の影響を強く受ける東アジアとその風下域である西部北太平洋の大気エアロゾルの吸湿特性に着目し､サンプリングしたエアロゾル試料中の水溶性画分に対して吸湿特性タンデムDMA装置をもちいて解析し、吸湿特性および吸湿成長率を測定した。
一般には外洋でのエアロゾルの吸湿特性は、海塩（NaCl）によって支配されるため粒子の成長はその潮解点（相対湿度75％）までは抑えられるが、それ以降は吸湿成長率（Gf）が急増する。人為活動の影響の強い海域では、エアロゾルのGfは硫酸・硝酸や有機物の影響を受けることが考えられる(Boreddy et al., JGR,2014)。父島で採取したエアロゾル試料のGfを測定したところ、シュウ酸など有機物が増加することによりGfは著しく減少することを見いだした｡シュウ酸カルシウムが形成されていることが､有機物と無機イオンの測定からも支持された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成２５年度（２６年度への繰り越し分を含む）における本研究成果は、国内外の学会で２６件、国際学術誌に２１報発表した。
本研究では、大気中に存在する有機エアロゾルの化学組成と微粒子の吸湿特性との関係を研究した結果、従来の一般的知見とは異なり、有機物が無機物と相互作用することにより不溶性の塩を形成すること､それによって微粒子の吸湿特性を下げることが黄砂の影響を強く受けた大気環境では起こりうることを発見した。この研究は、従来の水溶性有機エアロゾルの吸湿特性像に対して新たな解釈が必要であることを提案した。本研究の結果は、新たな段階に達成しており今後の更なる研究の必要性が明らかとなった。
本研究の達成度は十分に高いと評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
海洋エアロゾルに加えて、インドの主要な都市で採取するエアロゾル試料の吸湿特性も明らかにする予定である。本研究では、インドの大気汚染の影響を強く受けたベンガル湾で採取した海洋エアロゾルを分析し、その吸湿特性との関係も解析する予定である。インド洋におけるエアロゾルの吸湿特性の研究はこれまでに行われておらず、本研究の実施によってその実体が初めて明らかにされるであろう。
本研究を実施することにより得られる結果は、二酸化炭素の増大による地球温暖化が進行する中でエアロゾル組成の変化とその結果もたらされる微粒子のCCN活性の変化が今後どのような様式で気候変化に反映されるかを予測する上で基礎的な情報を提供するものであり、大きな大気科学的意義がある。低い相対湿度でも大気微粒子の吸湿特性（水蒸気の保持能力）は高いまま維持されると考えられる。こうした大気科学的効果の結果、比較的低い相対湿度でもエアロゾルの含水率は増大し、どんよりとした大気が出現すると予想される。今後、大気汚染が極めて深刻となっている中国の大気エアロゾルについても吸湿特性を測定していく予定である。
今後の研究では、バルクエアロゾルとともに、粒径別に採取したエアロゾル試料を用いて、粒子の吸湿成長率が粒径サイズとどのような関係にあるかを明らかにする。そのために、父島および沖縄辺戸岬にてミドルボリュームインパクターを用いて採取した（する）粒径別エアロゾルの吸湿特性とその化学組成を明らかにする。また、粒径別吸湿特性の季節的特徴も明らかにする。
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