中国におけるブラックカーボンの粒径分布と混合状態の解明

• 研究課題/領域番号: 18310007
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小池 真 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (00225343)
• 研究分担者: 竹川 暢之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (00324369) ; 宮崎 雄三 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (60376655) ; 北 和之 東京大学, 茨城大学・理学部, 准教授 (30221914)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 16,880千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 1,380千円); 2007年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2006年度: 10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
• キーワード: エアロゾル / ブラックカーボン / すす粒子 / 中国 / 北京 / 珠江デルタ / 放射強制力 / 気侯変動 / 気候変動 / 気候影響

研究概要

近年、東アジアにおける人為的なエアロゾルの増大による、気候影響が強く懸念されている。各種のエアロゾルのうち、特に黒色炭素エアロゾル(ブラックカーボン)は太陽放射を効率よく吸収し大気を加熱するため、人為的なエアロゾルの気候影響評価において最も重要な物質である。
本研究ではH18年度の夏季に、中国の代表的な大都市である北京と珠江デルタ地帯(広州-香港を含む経済地域)において、それぞれ約1ヶ月にわたりブラックカーボンの濃度レベルや粒径分布などの観測を、北京大学をはじめとする国際研究チームにより観測を実施した。
H19年度においては、これらの観測結果を詳細に解析するとともに、三次元化学輸送数値モデルを使ってその発生源や、輸送過程などの研究を行なった。この結果、北京周辺のブラックカーボンは夜間に濃度が増大する明瞭な日変化をもち、それは大気境界層高度の日変化などによることが明らかとなった。また、大気中で生成する無機エアロゾルなどは、数日の時間スケールで汚染大気の溜まりこみにより濃度増大が観測されたが、ブラックカーボンでは、対応する変動幅は小さい。これは北京におけるブラックカーボン濃度は、北京周辺100KM程度以内で、過去24時間以内に放出されたものによりほとんどその濃度が決まっているのに対し、無機エアロゾルなどは500KM程度以内で過去3日間に放出された前駆気体からの生成・蓄積によりその濃度が決まっていることによることが明らかとなった。これらの研究成果は現在、学術研究雑誌に論文として投稿する準備中である。

研究成果

• [雑誌論文] Measurements of Reactive Nitrogen Produced by Tropical Thunderstorms during BIBLE-C (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Koike, 他
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Urban photochemistry in central Tokyo: 1. Observed and modeled OH and HO2 radical concentrations during the winter and summer of 2004 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanaya, M. Koike, 他
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonal variation of atmospheric C2-C7 nonmethane hydrocarbons in Tokyo (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Shirai, M. Koike, 他
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of mixing state of black carbon particles: Aircraft measurements over the western Pacific in March 2004 (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Moteki, M. Koike, 他
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric acid condensation on ice: 2. Kinetic limitations, a possible 'cloud clock' for determining cloud parcel lifetime (2007)
  • 著者名/発表者名: B. Gamblin, M. Koike, 他
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Urban photochemistry in central Tokyo : 1. Observed and modeled OH and H02 radical concentrations during the winter and summer of 2004 (2007)
  • 著者名/発表者名: Kanaya, Y., R. Cao, H. Akimoto, M. Fukuda, Y. Komazaki, Y. Yokouchi, M. Koike, H. Tanimoto, N. Takegawa, Y. Kondo
  • 雑誌名: J. Geophys. Res doi : 10. 1029/2007JD008670 112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Seasonal variation of atmospheric C2-C7 nonmethane hydrocarbons in Tokyo (2007)
  • 著者名/発表者名: Shirai, T., Y. Yokouchi, D. R. Blake, K. Kita, K. Izumi, M. Koike, Y. Komazaki, Y. Miyazaki, M. Fukuda, Y. Kondo
  • 雑誌名: I Geophys. Res doi : 10.1029/2006JD008163 112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Measurements of Reactive Nitrogen Produced by Tropical Thunderstorms during BIBLE-C (2007)
  • 著者名/発表者名: Koike, M., Y. Kondo, K. Kita, N. Takegawa, N. Nishi, B. Liley, T. Kashihara, S. Kudoh, S. Kawakami, D. Blake, T. Shirai, M. Ko, Y. Miyazaki, Z. Kawasaki, T. Ogawa
  • 雑誌名: I Geophys. Res. doi : 10.1029/2006JD008193 112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Evolution of mixing state of black carbon particles : Aircraft asurements over the western Pacific in March 2004 (2007)
  • 著者名/発表者名: Moteki, N., Y. Kondo, Y. Miyazaki, N. Takegawa, T. Miyakawa, Y. Komazaki, G. Kurata, T. Shirai, D. R. Blake, M. Koik
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 10.1029/2006GL028943 34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nitric acid condensation on ice : 2. Kinetic limitations, a possible "cloud clock" for determining cloud parcel lifetime (2007)
  • 著者名/発表者名: Gamblin, B., O. B. Toon, M.A. Tolbert, Y. Kondo, N. Takegawa, H. Irie, M. Koike, P. K. Hudson, J.0. Ballenthin, D. E. Hunton, T. M. Miller, A.A. Viggiano, B. E. Anderson, M. Avery, G. W. Sachse, K. Guenther, C. Sorenson, M. J. Mahoney
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. doi : 10.1029/2005JD006049 112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Measurements of Reactive Nitrogen Produced by Tropical Thunderstorms during BIBLE-C (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Koike, 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Urban photochemistly in central Tokyo:1.Observed and modeled OH and HO2 radical concentrations during the winter and summer of 2004 (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Kanaya, M.Koike, 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonal variation of atmospheric C2-C7 nonmethane hydrocarbons in Tokyo (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Shirai, M.Koike, 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of mixing state of black carbon particles:Aircraft measurements over the westem Pacific in March 2004 (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Moteki, M.Koike, 他
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett 34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric acid condensation on ice:2.Kinetic limitations, a possible‘cloud clock'for determining cloud parcel lifetime (2007)
  • 著者名/発表者名: B.Gamblin, M.Koike, 他
  • 雑誌名: J.Geophys.Res 112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonal Variation of Carbon Monoxide in Northern Japan: FTIR Measurements and Source-labeled Model Calculations (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Koike, 他
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal variations of elemental carbon in Tokyo (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Kondo, M. Koike, 他
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of submicron organic aerosol in polluted air exported from Tokyo (2006)
  • 著者名/発表者名: N.. Takegawa, M. Koike, 他
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric acid condensation on ice: 1. Non-HNO3 constituent of NOY condensing cirrus particles on upper tropospheric (2006)
  • 著者名/発表者名: B. Gamblin, M. Koike, 他
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonal Variation of Carbon Monoxide in Northern Japan : FTIR Measurements and Source-labeled Model Calculations (2006)
  • 著者名/発表者名: Koike, M., N. B. Jones, P. I. Palmer, H. Matsui, Y. Zhao, Y. Kondo, Y. Matsumi, H. Tanimoto
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. dio : 10.1029/2005JD006643 111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nitric acid condensation on ice : 1. Non-HN03 constituent of NOY condensing cirrus particles on upper tropospheric (2006)
  • 著者名/発表者名: Gamblin, B., O. B. Toon, M.A. Tolbert, Y. Kondo, N. Takegawa, H. Irie, M. Koike, J. O. Ballenthin, D. E. Hunton, T. M. Miller, A.A. Viggiano, B. E. Anderson, M. Avery, G. W. Sachse, J. R. Podolske, K. Guenther, C. Sorenson, M. J. Mahoney
  • 雑誌名: I Geophys. Res. doi : 10.1029/2005JD006048 111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Temporal variations of elemental carbon in Tokyo (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Y. Komazaki, Y. Miyazaki, N. Moteki, N. Takegawa, M. Nogami, S. Deguchi, M. Fukuda, T. Miyakawa, Y. Morino, D. Kodama, M. Koike
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. doi : 10.1029/2005JD006257 111
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Evolution of submicron organic aerosol in polluted air exported from Tokyo (2006)
  • 著者名/発表者名: Takegawa, N., T. Miyakawa, Y. Kondo, D. R. Blake, Y. Kanaya, M. Koike, M. Fukuda, Y. Komazaki, Y. Miyazaki, A. Shimono, T. Takeuchi
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. doi : 10.1029/2006GL025815 33
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Seasonal Variation of Carbon Monoxide in Northern Japan : FTIR Measurements and Source-labeled Model Calculations (2006)
  • 著者名/発表者名: Koike, M., N.B.Jones, P.I.Palmer, H.Matsui, Y.Zhao, Y.Kondo, Y.Matsumi, H.Tanimoto
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 111
• [雑誌論文] Temporal variations of elemental carbon in Tokyo (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Y.Komazaki, Y.Miyazaki, N.Moteki, N.Takegawa, M.Nogami, S.Deguchi, M.Fukuda, T.Miyakawa, Y.Morino, D.Kodama, M.Koike
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 111
• [学会発表] ブラックカーボンの物理化学的変容過程と混合状態を表現したモデルの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大島、小池, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2007年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2007-05-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 3次元モデルを用いた関東域における2次有機エアロゾルの変動過程について (2007)
  • 著者名/発表者名: 松井、小池, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2007年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2007-05-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Development of new aerosol model to study volution of size dependent BC mixing state (2007)
  • 著者名/発表者名: Oshima, Koike, et. al.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2007
  • 発表場所: Makuhari Messe, International Convention Complex
  • 年月日: 2007-05-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Studies on secondary organic aerosol formation over the Kanto area (2007)
  • 著者名/発表者名: Matsui, Koike, et. al.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2007
  • 発表場所: Makuhari Messe, International Convention Complex
  • 年月日: 2007-05-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 人為起源ブラックカーボンの混合状態の時間的変化とその要因:エアロゾルの粒径分布と混合状態を表現した新しいモデルの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大島長、小池真, 他
  • 学会等名: 日本気象学会
  • 発表場所: 東京・国立オリンピック記念青少年総合センター
  • 年月日: 2007-05-13
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 都市域から輸送される汚染空気塊における有機エアロゾル生成率 (2006)
  • 著者名/発表者名: 竹川、小池, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2006年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2006-05-16
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 3次元化学輸送モデルによる都市大気中の二次有機エアロゾル濃度の再現 (2006)
  • 著者名/発表者名: 松井、小池, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2006年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2006-05-16
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Secondary organic aerosol formation efficiency within urban plume (2006)
  • 著者名/発表者名: Takegawa, Koike, et. al.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2006
  • 発表場所: Makuhari Messe, International Convention Complex
  • 年月日: 2006-05-16
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Three-dimensional model calculations on secondary organic aerosol in urban air (2006)
  • 著者名/発表者名: Matsui, Koike, et. al.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2006
  • 発表場所: Makuhari Messe, International Convention Complex
  • 年月日: 2006-05-16
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Evolution and processes of BC mixing state in air : Development of size resolved mixing state aerosol model (2006)
  • 著者名/発表者名: Oshima, Koike, et. al.
  • 学会等名: Japan Meteorological Society annual meeting in 2008
  • 発表場所: Tokyo national Olympic center
  • 年月日: 2006-05-13
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より