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大気有機エアロゾルの吸湿性に対する定量的理解の深化―化学構造・起源との関係―

研究課題

研究課題/領域番号 19H04253
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

持田 陸宏  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (10333642)

研究分担者 松井 仁志  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (50549508)
宮崎 雄三  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (60376655)
大畑 祥  名古屋大学, 高等研究院(宇宙), 助教 (70796250)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード有機エアロゾル / 化学構造 / 吸湿性 / 起源 / 気候影響
研究開始時の研究の概要

気候変動の理解と予測に向けた喫緊の課題である、大気エアロゾルの放射影響評価では、主要エアロゾル成分である有機物の吸湿性の情報が必要となる。本研究では、エアロゾル試料を分画して吸湿性と化学構造を解析し、有機物の吸湿性と化学構造、そして化学構造を規定する起源との関係を明らかにすることで、有機エアロゾルの吸湿性に対する定量的理解を深化させることを目指す。

研究成果の概要

本研究では、大気エアロゾル試料に含まれる有機成分の吸湿性と化学構造、発生源との関係について調べた。都市エアロゾルに対しては、エアロゾル試料の抽出物の質量分析により、発生源・化学構造と関係付けられる有機物の寄与について知見を得た。また、フミン様物質の吸湿性と、その酸素/炭素比や、発生源との関係を得た。森林エアロゾルに対しては、質量分析に基づき有機画分の大気濃度を求めた、都市フミン様物質/硫酸アンモニウムの混合物粒子等の吸湿成長測定に基づき、吸湿性の加成性の評価に繋がる結果も得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、大気エアロゾル試料に含まれる有機物(有機エアロゾル)の吸湿性と化学構造・発生源の関係について、有機エアロゾルに含まれる化合物群に着目して知見を得た。得られた成果は、大気中の雲凝結核に含まれる有機物の役割の理解に貢献するものであり、有機エアロゾルの気候影響の正確な把握に寄与するものと言える。複雑な組成を持つ有機物の特徴を化合物群ごとに整理する取り組みであり、このような分析的アプローチの有用性を示す成果とも言える。

報告書

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

    (27件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] 天津大学/陝西科学技術大学(中国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Distinctive Sources Govern Organic Aerosol Fractions with Different Degrees of Oxygenation in the Urban Atmosphere2021

    • 著者名/発表者名
      Ruichen Zhou, Qingcai Chen, Jing Chen, Lujie Ren, Yange Deng, Petr Vodicka, Dhananjay K. Deshmukh, Kimitaka Kawamura, Pingqing Fu, and Michihiro Mochida
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 55 号: 8 ページ: 4494-4503

    • DOI

      10.1021/acs.est.0c08604

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Radiative forcings induced by the substantial changes in anthropogenic emissions over China during 2008-20162021

    • 著者名/発表者名
      Liu, M. and H. Matsui
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 21 号: 8 ページ: 5965-5982

    • DOI

      10.5194/acp-21-5965-2021

    • 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
  • [雑誌論文] Importance of Supersaturation in Arctic Black Carbon Simulations2021

    • 著者名/発表者名
      Matsui Hitoshi、Liu Mingxu
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 34 号: 19 ページ: 7843-7856

    • DOI

      10.1175/jcli-d-20-0994.1

    • 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
  • [雑誌論文] High Potential of Asian Dust to Act as Ice Nucleating Particles in Mixed‐Phase Clouds Simulated With a Global Aerosol‐Climate Model2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Kei、Matsui Hitoshi、Tobo Yutaka
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 126 号: 12 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1029/2020jd034263

    • 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
  • [雑誌論文] Understanding Top‐of‐Atmosphere Flux Bias in the AeroCom Phase III Models: A Clear‐Sky Perspective2021

    • 著者名/発表者名
      Su Wenying、Liang Lusheng、Myhre Gunnar、Thorsen Tyler J.、Loeb Norman G.、Schuster Gregory L.、Ginoux Paul、Paulot Fabien、Neubauer David、Checa‐Garcia Ramiro、Matsui Hitoshi、Tsigaridis Kostas、Skeie Ragnhild B.、Takemura Toshihiko、Bauer Susanne E.、Schulz Michael
    • 雑誌名

      Journal of Advances in Modeling Earth Systems

      巻: 13 号: 9

    • DOI

      10.1029/2021ms002584

    • 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] High Sensitivity of Asian Dust Emission, Transport, and Climate Impacts to Threshold Friction Velocity2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Kei、Matsui Hitoshi、Kimura Reiji、Shinoda Masato
    • 雑誌名

      SOLA

      巻: 17 号: 0 ページ: 239-245

    • DOI

      10.2151/sola.2021-042

    • NAID

      130008131075

    • ISSN
      1349-6476
    • 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] Global-scale constraints on light-absorbing anthropogenic iron oxide aerosols2021

    • 著者名/発表者名
      Lamb K. D.、Matsui H.、Katich J. M.、Perring A. E.、Spackman J. R.、Weinzierl B.、Dollner M.、Schwarz J. P.
    • 雑誌名

      npj Climate and Atmospheric Science

      巻: 4 号: 1 ページ: 15-15

    • DOI

      10.1038/s41612-021-00171-0

    • 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] Improved Simulations of Global Black Carbon Distributions by Modifying Wet Scavenging Processes in Convective and Mixed‐Phase Clouds2021

    • 著者名/発表者名
      Liu Mingxu、Matsui Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 126 号: 3

    • DOI

      10.1029/2020jd033890

    • 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
  • [雑誌論文] Resolving aerosol mixing state increases accuracy of black carbon respiratory deposition estimates2020

    • 著者名/発表者名
      Ching Joseph、Kajino Mizuo、Matsui Hitoshi
    • 雑誌名

      One Earth

      巻: 3 号: 6 ページ: 763-776

    • DOI

      10.1016/j.oneear.2020.11.004

    • 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
  • [雑誌論文] Black Carbon Absorption Efficiency Under Preindustrial and Present‐Day Conditions Simulated by a Size‐ and Mixing‐State‐Resolved Global Aerosol Model2020

    • 著者名/発表者名
      Matsui Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 125 号: 18

    • DOI

      10.1029/2019jd032316

    • 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
  • [雑誌論文] High Sensitivity of Arctic Black Carbon Radiative Effects to Subgrid Vertical Velocity in Aerosol Activation2020

    • 著者名/発表者名
      Matsui Hitoshi、Moteki Nobuhiro
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 号: 16

    • DOI

      10.1029/2020gl088978

    • 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
  • [雑誌論文] Aerosol Liquid Water Promotes the Formation of Water-Soluble Organic Nitrogen in Submicrometer Aerosols in a Suburban Forest2020

    • 著者名/発表者名
      Xu Yu、Miyazaki Yuzo、Tachibana Eri、Sato Kei、Ramasamy Sathiyamurthi、Mochizuki Tomoki、Sadanaga Yasuhiro、Nakashima Yoshihiro、Sakamoto Yosuke、Matsuda Kazuhide、Kajii Yoshizumi
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 54 号: 3 ページ: 1406-1414

    • DOI

      10.1021/acs.est.9b05849

    • NAID

      120006955189

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Fluorescence property of solvent extractable organic aerosol in a cold-temperate forest area of Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Sonia Afsana, Yuzo Miyazaki, Eri Tachibana, Dhananjay Kumar Deshmukh, Kimitaka Kawamura, and Michihiro Mochida
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hygroscopicity of HULIS in urban aerosol and its relationship with sources2021

    • 著者名/発表者名
      Ruichen Zhou, Yange Deng, Bhagawati Kunwar, Qingcai Chen, Jing Chen, Lujie Ren, Petr Vodicka, Dhananjay Deshmukh, Pingqing Fu, Kimitaka Kawamura, and Michihiro Mochida
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical characteristics of humic-like substance (HULIS) organic aerosol in a cool-temperate forest area of Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Sonia Afsana, Ruichen Zhou, Yuzo Miyazaki, Eri Tachibana, Dhananjay Kumar Deshmukh, Kimitaka Kawamura, and Michihiro Mochida
    • 学会等名
      IGAC 2021 Virtual Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 混合相雲における氷晶核の全球数値シミュレーション:アジアダストの重要性2021

    • 著者名/発表者名
      河合慶、松井仁志、當房豊
    • 学会等名
      日本気象学会2021年度春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 全球モデルを用いたアジアダストの混合相雲における氷晶核としての重要性の評価2021

    • 著者名/発表者名
      河合慶、松井仁志、當房豊
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Improved simulations of global black carbon distributions by modifying wet scavenging processes in convective and mixed-phase clouds2021

    • 著者名/発表者名
      Liu, M. and Matsui, H.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アジアダストの氷晶核に関する全球数値シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      河合慶、松井仁志、當房豊
    • 学会等名
      2021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
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Sources and characteristics of HULIS and other organic aerosol components in Beijing: Results from offline-AMS and FT-IR analyses2020

    • 著者名/発表者名
      Zhou, R.C., Chen, Q.C., Chen, J., Fu, P.Q., Deng, Y.G., Vodicka, P., Deshmukh, D.K., Kawamura, K., Mochida, M.
    • 学会等名
      Goldschmidt Virtual 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of compositional characteristics of aerosol and rainwater samples collected in Nagoya2020

    • 著者名/発表者名
      魏 辰然、Afsana Sonia、陳 慶彩、Deshmukh Dhananjay、河村 公隆、持田 陸宏
    • 学会等名
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020:Virtual
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 森林大気における生物起源有機エアロゾルのフィールド観測研究2020

    • 著者名/発表者名
      宮﨑雄三
    • 学会等名
      第61回大気環境学会 特別集会「HOxラジカルが駆動する酸化反応により揮発性炭化水素から生成されるエアロゾル」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋大気有機エアロゾルと海洋表層水の生物地球化学的リンケージ2019

    • 著者名/発表者名
      宮﨑雄三
    • 学会等名
      日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of fractionated organic aerosol components using FT-IR: Results from one-year sampling of Beijing aerosol(表題の修正有)2019

    • 著者名/発表者名
      Ruichen Zhou, Pinqing Fu, Qingcai Chen, Yange Deng, and Michihiro Mochida
    • 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] Characterization of organic aerosol in a cold-temperate forest area of Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Afsana Sonia, Yuzo Miyazaki, Eri Tachibana, Dhananjay Kumar Deshmukh, Kimitaka Kawamura, and Michihiro Mochida
    • 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] Hygroscopic properties of water-soluble matter in atmospheric submicrometer aerosol collected in Okinawa2019

    • 著者名/発表者名
      Yange Deng, Hiroaki Fujinari, Hikari Yai, Kojiro Shimada, Shiori Tatsuta, Shiro Hatakeyama, Yutaka Kondo, Akinori Takami, Yuzo Miyazaki, Eri Tachibana, Mingfu Cai, Hanbing Xu, Fei Li, Haobo Tan, Tomoki Nakayama, Petr Vodicka, Dhananjay K. Deshmukh, Kimitaka Kawamura, and Michihiro Mochida
    • 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

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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