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アジア大陸起源のブラックおよびブラウンカーボン粒子が下流域の放射収支に及ぼす影響

研究課題

研究課題/領域番号 19H04240
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関長崎大学

研究代表者

中山 智喜  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 准教授 (40377784)

研究分担者 池盛 文数  金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 連携研究員 (00773756)
定永 靖宗  大阪公立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70391109)
竹谷 文一  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (50377785)
松見 豊  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 名誉教授 (30209605)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード環境変動 / 気候変動 / 環境分析
研究開始時の研究の概要

大気中に存在するエアロゾル粒子は、太陽光を吸収もしくは散乱することにより、地球大気を加熱もしくは冷却し、気候変動に寄与するとともに、大気の光化学過程を変化させ、大気環境に影響を及ぼしている。本研究では、東アジアの大規模排出源の下流域において、小型センサを用いた微小エアロゾル粒子(PM2.5)の多点観測を行うとともに、エアロゾル粒子の光吸収特性と物理化学特性を同時に観測することで、光吸収性エアロゾル粒子の排出源や生成源、輸送中の変質過程の変化が、エアロゾル粒子の光学特性をどのように変化させるかを明らかにする。

研究成果の概要

アジア大陸下流域での小型計測器によるPM2.5の多地点観測により、越境輸送イベント時の空気塊の輸送過程を明らかにした。また、長崎での観測により、越境輸送時の変質で厚く被覆されたブラックカーボン含有粒子の割合が増加するほど、粒子の光吸収性が増加することがわかった。また、越境輸送イベント時にブラウンカーボンの光吸収が無視できない寄与を持つことが示唆された。さらに、長崎における水溶性有機炭素の光吸収に越境輸送された人為起源二次有機エアロゾルと国内起源のバイオマス燃焼起源粒子の両方が重要な寄与を持つことがわかった。加えて、粒子の光吸収性に寄与しうるイミダゾール化合物等の動態と発生源を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブラックカーボンやブラウンカーボンなどの光吸収性エアロゾルは、地球大気の放射収支や光化学過程を変化させることで、気候変動や環境変動に重要な影響を及ぼしていると考えられ、その実態の解明や将来予測のための基礎データの取得は、社会的にも重要であるが、実大気中での光学特性については未解明な点が多かった。本研究成果により、重要な人為起源エアロゾルの発生源であるアジア大陸の下流域における光吸収性エアロゾルの光学特性の実態と変動要因に関する詳細な知見が得られたことで、地域規模や地球規模の気候変動や環境変動に光吸収性エアロゾルが及ぼす影響の理解や精度の高いモデルの構築につながると期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ハノイ理工科大学(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ソウル国立大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 大気汚染-小型センサーの基礎と応用-2022

    • 著者名/発表者名
      中山智喜、松見豊
    • 雑誌名

      ぶんせき

      巻: 575 ページ: 492-497

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Variabilities in PM2.5 and Black Carbon Surface Concentrations Reproduced by Aerosol Optical Properties Estimated by In-Situ Data, Ground Based Remote Sensing and Modeling2021

    • 著者名/発表者名
      Damiani Alessandro、Irie Hitoshi、Yamaguchi Kodai、Hoque Hossain Mohammed Syedul、Nakayama Tomoki、Matsumi Yutaka、Kondo Yutaka、Da Silva Arlindo
    • 雑誌名

      Remote Sensing

      巻: 13 号: 16 ページ: 3163-3163

    • DOI

      10.3390/rs13163163

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The effects of meteorological conditions and long-range transport on PM2.5 levels in Hanoi revealed from multi-site measurement using compact sensors and machine learning approach2021

    • 著者名/発表者名
      B. -T. Ly, Y. Matsumi, T. V.Vu, K. Sekiguchi, N. T. T. Thuy, P. C. Thuy, T. -D. Nghiem, I. -H. Ngo, Y. Kurotsuchi, N. T. T. Hien, T. Nakayama
    • 雑誌名

      Journal of Aerosol Science

      巻: 152 ページ: 105716-105716

    • DOI

      10.1016/j.jaerosci.2020.105716

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Assessment of the sphericity characteristics of submicron particles using a single-particle polar nephelometer at an urban site in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      M. Nakagawa, T. Nakayama, H. Sasago, Y. Kuruma, H. Yai, S. Ogawa, Y. Deng, M. Mochida, Y. Matsumi
    • 雑誌名

      Aerosol and Air Quality Research

      巻: 20 号: 11 ページ: 1474-1484

    • DOI

      10.4209/aaqr.2020.01.0023

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization and possible sources of nitrated mono- and di-aromatic hydrocarbons containing hydroxyl and/or carboxyl functional groups in ambient particles in Nagoya, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Ikemori Fumikazu、Nakayama Tomoki、Hasegawa Hitomi
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 211 ページ: 91-102

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2019.05.009

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of Imidazole Compounds in Ambient Aerosols at Suburban and Forest Sites in Western Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Takao Yuji、Atarashi Takumi、Kubo Takashi、Nagae Masaki、Nakayama Tomoki
    • 雑誌名

      Asian Journal of Atmospheric Environment

      巻: 13 号: 4 ページ: 259-265

    • DOI

      10.5572/ajae.2019.13.4.259

    • NAID

      120006988292

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 大気エアロゾル粒子の光学特性の計測2019

    • 著者名/発表者名
      中山智喜
    • 雑誌名

      地球環境

      巻: 24 ページ: 63-74

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小型環境計測器が開く新しい大気環境科学2019

    • 著者名/発表者名
      松見豊, 中山智喜
    • 雑誌名

      地球環境

      巻: 24 ページ: 93-104

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Observation of physico-chemical properties of aerosol particles at Nagasaki in western Japan2023

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama
    • 学会等名
      7th International Symposium of Environmental Health
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Various applications of compact atmospheric sensors for pollutants2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Matsumi, T. Nakayama
    • 学会等名
      Aakash 2023 workshop Delhi
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atmospheric environmental research in Nagasaki and developing countries2023

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama
    • 学会等名
      Mahidol University - Nagasaki University symposium 2023
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation of plume of Nishinoshima volcano eruption on August 2020 at Okinawa and Nagasaki, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama, R. Harada, T. Maeda, T. Arakaki, H. Yamada, F. Ikemori, K. Tsuboki
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Relationships of PM 2.5 and BC mass concentration with their optical properties from simultaneous observation by Sky radiometer and MAX DOAS at Chiba and Fukue in 2019-20202022

    • 著者名/発表者名
      S. Kaizuka, H. Irie, A. Damiani, T. Takamura, Y. Kanaya, T. Nakayama
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 名古屋市における夏季の有機トレーサー成分の時間変動2022

    • 著者名/発表者名
      池盛文数, 中山智喜, 佐藤圭, 齊藤伸治, 長谷川瞳, 菅田誠治
    • 学会等名
      第39回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 気候影響の理解を目指した炭素質エアロゾルの光学特性の研究2022

    • 著者名/発表者名
      中山智喜
    • 学会等名
      第63回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2020年夏季に沖縄および長崎に飛来した西之島火山起源の粒子の物理化学特性2022

    • 著者名/発表者名
      中山智喜、原田龍、前田卓磨、新垣雄光、山田広幸、池盛文数、坪木和久
    • 学会等名
      第63回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Relationships of PM2.5 and BC mass concentrations with optical properties derived from simultaneous Skyradiometer/MAX-DOAS observations: From continuous observations at Chiba and Fukue in 2019-20202022

    • 著者名/発表者名
      S. Kaizuka, H. Irie, A. Damiani, T. Takamura, Y. Kanaya, T. Nakayama
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation of a low-cost mobile PM2.5 sensor and application to the measurements along the Japan National Route 12021

    • 著者名/発表者名
      K. Kanegae, T. Yamasaki, W. Okamoto, Y. Matsumi, T. Nakayama
    • 学会等名
      IGAC 2021conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring ground-based aerosol optical properties to improve satellite estimates of surface particulate matter concentrations2021

    • 著者名/発表者名
      A. Damiani, H. Irie, K. Yamaguchi, H. M. S. Hoque, T. Nakayama, Yutaka Matsumi, Yutaka Kondo
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Impact of nighttime aging on optical properties of toluene secondary organic aerosol2021

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama, K. Sato, S. Ramasamy, T. Imamura, Y. Kajii, Y. Matsumi
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 名古屋市におけるニトロ芳香族炭化水素類の発生源解析2021

    • 著者名/発表者名
      池盛文数、中山智喜、長谷川瞳、山神真紀子、久恒邦
    • 学会等名
      第38回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 小型センサを用いた長崎「精霊流し」行事に伴うPM2.5 の時空間変動の測定2021

    • 著者名/発表者名
      鐘ケ江健太、中山智喜
    • 学会等名
      第38回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 遠隔地で多点展開が可能なPM2.5、Ox、CO、NOxなどの大気汚染物質の超小型でローコストな計測装置の開発2021

    • 著者名/発表者名
      松見豊、中山智喜、林田 佐智子、上田佳代、安富 奈津子、荒木晶、山崎高幸、岡本渉、高見昭憲、藤谷雄二、入江仁士
    • 学会等名
      第60回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日本4地点における地上リモートセンシングで得られたエアロゾル光学特性による地表付近PM2.5、BC濃度の変動解析2021

    • 著者名/発表者名
      海塚収英、入江仁士、高村民雄、中山智喜、竹村俊彦、弓本桂也、山本浩万
    • 学会等名
      第26回大気化学討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 長崎および途上国における小型の PM2.5・ガスセンサを用いた大気環境研究2021

    • 著者名/発表者名
      中山智喜
    • 学会等名
      長崎大学/地球研/国環研によるプラネタリーヘルスに関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 名古屋と長崎におけるPM2.5中ニトロ芳香族炭化水素類の特徴2020

    • 著者名/発表者名
      池盛文数, 中山智喜, 新 拓実, 前田卓磨, 長谷川瞳
    • 学会等名
      第37回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 有機トレーサーとの比較による長崎における秋季・冬季の 粒子中イミダゾール化合物の起源推定2020

    • 著者名/発表者名
      新拓実, 池盛文数, 前田卓磨, 高尾雄二, 中山智喜
    • 学会等名
      第25回大気化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 長崎における大気エアロゾル中のイミダゾール類の分析2020

    • 著者名/発表者名
      新拓実、中山智喜、久保隆、長江真樹、高尾雄二
    • 学会等名
      第16回エアロゾル学会若手フォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大気エアロゾルの生成と特性2019

    • 著者名/発表者名
      中山智喜
    • 学会等名
      第8回イオン移動度研究会/第72回イオン反応研究会合同講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] レーザー分光法を用いた大気エアロゾル粒子の光学特性の実験および観測研究2019

    • 著者名/発表者名
      中山智喜
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PM2.5モバイル計測器の性能評価と国道1号線および長崎大学周辺での測定2019

    • 著者名/発表者名
      鐘ヶ江健太、山崎高幸、岡本渉、松見豊、中山智喜
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ニトロ芳香族炭化水素類の大気観測と人為起源二次有機エアロゾルマーカーとしての有効性評価2019

    • 著者名/発表者名
      池盛文数、中山智喜、長谷川瞳、森野悠、佐藤圭、Sathiyamurthi Ramasamy、伏見暁洋
    • 学会等名
      第60回大気環境学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 長崎における大気エアロゾル中のイミダゾール類の分析2019

    • 著者名/発表者名
      新拓実、中山智喜、久保隆、長江真樹、高尾雄二
    • 学会等名
      第24回大気化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Low-cost sensors: Principle, assessment, advancement, and applications2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Nakayama, Iq Mead
    • 学会等名
      IGAC MANGO Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 地域のレジリエンスを高める環境科学2023

    • 著者名/発表者名
      渡辺貴史、黒田暁、馬越孝道、利部慎、河本和明、菊池英弘、中山智喜、吉田護
    • 総ページ数
      190
    • 出版者
      九州大学出版会
    • ISBN
      9784798503523
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] Advances in Spectroscopic Monitoring of the Atmosphere (Chapter 7 - Measurements of aerosol optical properties using spectroscopic techniques)2021

    • 著者名/発表者名
      T. Nakayama, W. Zhao, W. Zhang
    • 総ページ数
      618
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128150146
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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