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北極域の雲生成高度におけるライダーとレーダー観測によるエアロゾルと雲の特性解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H02702
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 環境動態解析
研究機関名古屋大学

研究代表者

柴田 隆  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (70167443)

研究分担者 白石 浩一  福岡大学, 理学部, 助教 (80299536)
岩崎 杉紀  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (30535274)
塩原 匡貴  国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 准教授 (60291887)
鷹野 敏明  千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (40183058)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
22,880千円 (直接経費: 17,600千円、間接経費: 5,280千円)
2018年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2016年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード北極エアロゾル / 氷雲 / 氷晶核 / ライダー / 雲レーダー
研究成果の概要

高緯度北極 (78.9°N, 11.9°E)ニーオルスンにおいてNd:YAGレーザの二波長(1064nmと532 nm)を用い、自由対流圏におけるエアロゾルの後方散乱係数、および532nmの偏光解消度をライダーにより連続観測した。月平均後方散乱係数と月平均粒子偏光解消度は高度2~10kmで明確な1年周期の変化を示し、それぞれ、夏季と春季に極大を示している。また偏光解消度では2017年9月から2018年1月にかけて上記の季節変化の周期とは明らかにずれた極大が見られる。これはカナダ、ブリティッシュコロンビアで発生した大規模な山火事により増加したバイオマス燃焼期限のエアロゾルによることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の観測結果と先行研究の結果から、対流圏全高度域で、エアロゾル濃度は春から夏にかけて極大をとり、太陽光をより強く散乱することや、冬から春にかけて太陽光を吸収するブラックカーボンの割合が大きくなることなどを明らかとした。すなわち観測結果は季節によってエアロゾルによる太陽光エネルギーの散乱や吸収の状況が大きく変化することを、観測的な知見として提供している。一方、観測されたようなエアロゾルの季節変化は既存の数値科学輸送モデルでは再現されておらず、このため、北極域の気候変動モデルにも反映されていない。このため本研究は北極温暖化の原因を明らかにする際に鍵となる結果を提供している。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 10件)

  • [雑誌論文] Seasonal Variations in High Arctic Free Tropospheric Aerosols Over Ny-Alesund, Svalbard, Observed by Ground-Based Lidar2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shibata, Koichi Shiraishi, Masataka Shiobara, Suginori Iwasaki, Toshiaki TAKANO
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research, Atmospheres

      巻: 26 号: 21 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1029/2018jd028973

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of North American intense fires on aerosol optical properties measured over the European Arctic in July 20152016

    • 著者名/発表者名
      Markowicz, K.M., P. Pakszys, C. Ritter, T. Zielinski, R. Udisti, D. Cappelletti, M. Mazzola, M. Shiobara, P. Lynch, O. Zawadzka, J. Lisok, T. Petelski, P. Makuch, G. Karasiski
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 121 号: 24 ページ: 14487-14512

    • DOI

      10.1002/2016jd025310

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ニーオルスンライダーによる高緯度北極対流圏エアロゾルの季節変化2018

    • 著者名/発表者名
      柴田隆、白石浩一、岩崎杉紀、 塩原匡貴、鷹野敏明
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 可視では判別できないほど薄い雲が他の雲に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      岩崎杉紀、岡本創、佐藤可織、片桐秀一郎、藤原正智、柴田隆、坪木和久、小野貴司、杉立卓治
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Large-Sparse Cloud (粒径大きく個数密度少ない雲)のCPSゾンデとライダの同時観測結果2018

    • 著者名/発表者名
      岩崎杉紀、藤原正智、柴田隆、内野修、森野勇、岡本創、佐藤可織、片桐秀一郎、坪木和久、小野貴司、杉立卓治
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スバルバール上空でライダーにより観測された成層圏エアロゾルの季節変動2018

    • 著者名/発表者名
      白石浩一, 柴田隆, 塩原匡貴
    • 学会等名
      第36回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Lidar Observed Seasonal Variation of Free Tropospheric Aerosols over Ny Aalesund2018

    • 著者名/発表者名
      Shibata, T., K. Shiraishi, K. Sudo, S. Iwasaki, M. Shiobara and T. Takano
    • 学会等名
      Fifth International Symposium on Arctic Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Clouds with low lidar returns and high cloud radar echoes2018

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki, S., H. Okamoto, K, Sato, S. Katagiri, M. Fujiwara, T. Shibata, K. Tsuboki, T. Ono, and T. Sugidachi
    • 学会等名
      ISAR-5 / Fifth International Symposium on Arctic Research
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal variation of lower stratospheric aerosols observed by lidar above Svalbard, Norway2018

    • 著者名/発表者名
      K.Shiraishi, T.Shibata and M. Shiobara
    • 学会等名
      ISAR5
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニーオルスンライダー及び CALIOP による 高緯度北極対流圏エアロゾルの季節変化2017

    • 著者名/発表者名
      柴田隆, 白石浩一, 須藤健悟, 岩崎杉紀, 塩原匡貴, 鷹野敏明
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スバールバル上空の エアロゾル高度分布連続観測2017

    • 著者名/発表者名
      柴田隆, 白石浩一, 須藤健悟, 岩崎杉紀, 塩原匡貴, 鷹野敏明
    • 学会等名
      第34回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CPS雲粒子ゾンデによって観測されたmixed-phase cloudの特徴2017

    • 著者名/発表者名
      岩崎杉紀、藤原正智、柴田隆、坪木和久、小野貴司、杉立卓治
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Nocturnal Aerosol Optical Thickness Measured with a Moon Photometer Developed by Improving the Prede Sky-Radiometer.2017

    • 著者名/発表者名
      Shiobara, M., H. Kobayashi, K. Hishida, A. Uchiyama
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スバルバール上空でライダーにより観測された上部対流圏・成層圏エアロゾル の季節変動2017

    • 著者名/発表者名
      白石浩一、柴田隆、塩原匡貴
    • 学会等名
      2017年気象学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Fine structures of clouds and precipitations observed with W-band Radars FALCON-I and FALCON-A2017

    • 著者名/発表者名
      TAKANO Toshiaki, KAWAMURA Yohei, MORIKAWA Kohei, SUZUKI Yasuki, KOIKE Kouta, MIZUTA Atsuhide, and NAKATA Hiroyuki
    • 学会等名
      American Meteorological Society, 38th Conference on Radar Meteorology, Microphysics Studies with Radars
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between Atmospheric Electric Fields and Cloud Cover using a Field Mill and Cloud Observation Data2017

    • 著者名/発表者名
      NAKAMORI K., SUZUKI Y., OHYA H., TAKANO T., KAWAMURA Y., NAKATA H., and YAMASHITA K.
    • 学会等名
      EGU (Europian Geophyscal Union) General Assembly, 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スバールバル、ニーオルスンにおける北極大気のミーライダー連続観測2016

    • 著者名/発表者名
      柴田隆、須藤健悟、白石浩一、岩崎杉紀、塩原匡貴、鷹野敏明
    • 学会等名
      第34回レーザセンシングシンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Clouds Observations in Arctic Station with High Resolution Doppler Radar FALCON-A2016

    • 著者名/発表者名
      TAKANO Toshiaki, KAWAMURA Yohei, NAKATA Hiroyuki, NAKANISHI Yuji, TAKAMURA Tamio, and SHIOBARA Masataka
    • 学会等名
      International Conference on Engineering and Applied Sciences (ICEAS 2016)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Clouds observations with newly developed high resolution FMCW cloud profiling radar FALCON-A in arctic station2016

    • 著者名/発表者名
      TAKANO Toshiaki, YANAGA Kenyo, KAWAMURA Yohei, NAKATA Hiroyuki, NAKANISHI Yuji, TAKAMURA Tamio, and SHIOBARA Masataka
    • 学会等名
      International Conference on Energy and Environment Research (ICEER 2016)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Challenging new remote-sensing of aerosols and clouds from surface at the polar sites2016

    • 著者名/発表者名
      Shiobara, M., M. Yabuki, T. Takano, H. Okamoto, M. Kuji, H. Kobayashi, A. Uchiyama
    • 学会等名
      22nd International Symposium on Polar Sciences
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large size and low number concentration cloud in mid and high latitudes2016

    • 著者名/発表者名
      Iwasaki, S., T. Shibata, H. Kubota, H. Okamoto
    • 学会等名
      17th International Conference on Clouds and Precipitation
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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