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発生初期における巻雲の氷晶発生・成長機構解明に関する実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K05558
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

折笠 成宏  気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (50354486)

研究分担者 田尻 拓也  気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (40414510)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード氷晶発生 / 氷晶核 / 雲凝結核 / 巻雲 / ダスト粒子 / 氷晶発生機構 / 雲核 / 雲生成チェンバー / 詳細雲微物理ボックスモデル / 巻雲の微物理特性 / 雲生成チェンバー実験 / 気象学 / 大気物理 / 雲物理 / エアロゾル / 氷晶
研究成果の概要

総観規模擾乱で形成された巻雲の直接観測データから、氷として直接形成し上昇速度の小さい環境条件から発生した氷晶から構成されることが示唆された。氷晶数濃度の観測値と数値モデルによる計算値の比較から、氷晶核形成モードは不均質単独もしくは不均質と均質の両方が働いたものであることを推察した。実大気エアロゾルの氷晶核能を観測し、平均的にはダスト粒子と比べて低いことが分かった。人為起源エアロゾルの一つである金属酸化物の氷晶核能について、ダスト粒子と同程度に有効であることが分かった。実大気エアロゾルの雲核能を観測し、各種エアロゾルが外部混合もしくは内部混合したもので粒径依存性があることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

対流圏上部に出現する巻雲の氷晶核形成モードや環境条件を特定するのは現在も極めて困難で限定的であるが、各種エアロゾルの物理化学特性やその氷晶核能・雲核能に関する室内実験データのほか、これまで得られた野外観測データから推察を行った。特に総観規模の擾乱で形成された巻雲は不均質核形成が卓越していることが示唆され、各種エアロゾルのうちダストのような有効な氷晶核能を持つ粒子の氷晶核能・雲核能を様々な環境条件(温度・湿度・冷却率など)で精度良く定式化することは、巻雲の発生維持の予測には重要な情報であることが分かる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 7件)

  • [雑誌論文] Cloud Condensation Nuclei and Immersion Freezing Abilities of Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> and Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Particles Measured with the Meteorological Research Institute&apos;s Cloud Simulation Chamber2019

    • 著者名/発表者名
      Kuo, T.-H., M. Murakami, T. Tajiri, and N. Orikasa
    • 雑誌名

      気象集誌. 第2輯

      巻: 97 号: 3 ページ: 597-614

    • DOI

      10.2151/jmsj.2019-032

    • NAID

      130007660917

    • ISSN
      0026-1165, 2186-9057
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Seasonal variations of aerosols focused on IN and CCN abilities from ground-based observations at Tsukuba, Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Orikasa, N., A. Saito, K. Yamashita, T. Tajiri, Y. Zaizen, T.-H. Kuo, W.-C. Kuo, and M. Murakami
    • 学会等名
      3rd Atmospheric Ice Nucleation Conference, The Aerosol Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Internal structure and INP ability of AgI flare particles mixed with hygroscopic materials2020

    • 著者名/発表者名
      Tajiri, T., N. Orikasa, Y. Zaizen, W.-C. Kuo, and M. Murakami
    • 学会等名
      3rd Atmospheric Ice Nucleation Conference, The Aerosol Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CCN and INP Abilities of Hybrid Flare Particles Measured with MRI Continuous Flow Diffusion Chamber-type IN Counter and MRI Cloud Simulation Chamber2020

    • 著者名/発表者名
      Tajiri, T., N. Orikasa, Y. Zaizen, T.-H. Kuo, W.-C. Kuo, and M. Murakami
    • 学会等名
      22nd Conference on Planned and Inadvertent Weather Modification, American Meteorological Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 混合核の形態的特性と雲粒子生成に関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      田尻拓也, 折笠成宏, 郭威鎮, 財前祐二, 村上正隆
    • 学会等名
      2019年度エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] つくば地上モニタリング観測による実大気エアロゾルの雲核能・氷晶核能の変動(その2)2019

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏, 斎藤篤思, 山下克也, 田尻拓也, 財前祐二, Tzu-Hsien Kuo, Wei-Chen Kuo, 村上正隆
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 内部混合したサブミクロン粒子の吸湿度2019

    • 著者名/発表者名
      田尻拓也, 郭威鎮, 折笠成宏, 財前祐二, 村上正隆
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 内部混合粒子の吸湿度と氷晶形成に関する研究(その2)2019

    • 著者名/発表者名
      田尻拓也, 郭威鎮, 折笠成宏, 財前祐二, 村上正隆
    • 学会等名
      第36回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 内部混合粒子の雲核・氷晶核能2019

    • 著者名/発表者名
      田尻拓也, Tzu-Hsien Kuo, 折笠成宏, 財前祐二, 村上正隆
    • 学会等名
      エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] つくば地上モニタリング観測による実大気エアロゾルの雲核能・氷晶核能の変動2019

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏, 斎藤篤思, 山下克也, 田尻拓也, 財前祐二, Tzu-Hsien Kuo, Wei-Chen Kuo, 村上正隆
    • 学会等名
      エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Characteristics of Aerosols, CCN and IN Abilities from Ground-Based Observations at Tsukuba, Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Orikasa, N., A. Saito, K. Yamashita, T. Tajiri, Y. Zaizen, T-H. Kuo, and M. Murakami
    • 学会等名
      15th Conference on Cloud Physics, American Meteorological Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CCN and IN Abilities of Metal Oxide Particles Measured with MRI Cloud Simulation Chamber and MRI Continuous Flow Diffusion Chamber-type IN Counter2018

    • 著者名/発表者名
      Kuo, T-H., M. Murakami, T. Tajiri, and N. Orikasa
    • 学会等名
      15th Conference on Cloud Physics, American Meteorological Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヨウ化銀粒子の雲核・氷晶核能2018

    • 著者名/発表者名
      田尻拓也, Tzu-Hsien Kuo, 折笠成宏, 財前祐二, 村上正隆
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] つくば地上モニタリング観測による実大気エアロゾルの雲核能・氷晶核能の変動2018

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏, 斎藤篤思, 山下克也, 田尻拓也, 財前祐二, Tzu-Hsien Kuo, 村上正隆
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Hybridフレアー粒子の雲核・氷晶核能2018

    • 著者名/発表者名
      田尻拓也, Tzu-Hsien Kuo, 折笠成宏, 財前祐二, 村上正隆
    • 学会等名
      日本気象学会2018年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] つくばでの地上モニタリング観測によるエアロゾル・雲核・氷晶核数濃度の変動2017

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏, 斎藤篤思, 山下克也, 田尻拓也, 財前祐二, Tzu-Hsien Kuo, 村上正隆
    • 学会等名
      平成28年度国立極地研究所「エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会」
    • 発表場所
      国立極地研究所
    • 年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Cloud condensation nuclei (CCN) and ice nuclei (IN) abilities of Al2O3 and Fe2O3 using MRI dynamic cloud chamber and IN counter2017

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Hsien Kuo, M. Murakami, T. Tajiri, and N. Orikasa
    • 学会等名
      平成28年度国立極地研究所「エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会」
    • 発表場所
      国立極地研究所
    • 年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] つくばでの地上モニタリング観測によるエアロゾル・雲核・氷晶核数濃度の変動2017

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏,斎藤篤思,山下克也,田尻拓也,財前祐二,Tzu-Hsien Kuo,村上正隆
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Study of CCN and IN abilities of Al2O3 and Fe2O3 using MRI dynamic cloud chamber and MRI IN counter2017

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Hsien Kuo,M. Murakami,T. Tajiri,and N. Orikasa
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シーディング物質の吸湿度と雲粒形成に関する実験2017

    • 著者名/発表者名
      田尻拓也,Tzu-Hsien Kuo,折笠成宏,財前祐二,村上正隆
    • 学会等名
      日本気象学会2017年度春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] エアロゾル濃縮器を利用した氷晶核のモニタリング観測(その2)2017

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏,斎藤篤思,田尻拓也,Tzu-Hsien Kuo,財前祐二,村上正隆
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigation on CCN and IN abilities of Al2O3 and Fe2O3 using cloud simulation chamber and parcel model2017

    • 著者名/発表者名
      Tzu-Hsien Kuo,M. Murakami,T. Tajiri,N. Orikasa, and K. Yamashita
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] エアロゾル濃縮器を利用した氷晶核のモニタリング観測2016

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏, 斎藤篤思, 田尻拓也, 財前祐二, 村上正隆
    • 学会等名
      日本気象学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 鉱物ダスト粒子氷晶核能の温度依存性(その2)2016

    • 著者名/発表者名
      田尻拓也,村上正隆
    • 学会等名
      日本気象学会2016年度秋季大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Seasonal variations of aerosol, CCN, IN concentrations from ground-based observations at Tsukuba, Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Orikasa, N., A. Saito, K. Yamashita, T. Tajiri, Y. Zaizen, and M. Murakami
    • 学会等名
      17th International Conference on Clouds and Precipitation
    • 発表場所
      The University of Manchester(英国マンチェスター)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Immersion freezing ice nucleation ability of atmospheric aerosol particles: an experimental study on asian dust and local dust2016

    • 著者名/発表者名
      Tajiri, T., Y. Zaizen, and M. Murakami
    • 学会等名
      17th International Conference on Clouds and Precipitation
    • 発表場所
      The University of Manchester(英国マンチェスター)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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