光吸収性エアロゾルの光学特性の湿度依存性の解明

• 研究課題/領域番号: 21710007
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中山 智喜 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教 (40377784)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 気候変動 / エアロゾル / 光学特性 / 消散係数 / 湿度依存性 / キャビティリングダウン法 / ブラックカーボン / 有機エアロゾル / 地球温暖化 / 放射収支 / 大気エアロゾル / 湿度依存症 / レーザー分光

研究概要

大気エアロゾルは水蒸気が取り込み吸湿成長すると、粒径や化学組成が変化し、その光学特性(消散・散乱・吸収)が大きく変化する。そのため、エアロゾルの放射収支への影響を評価するためには光学特性の湿度依存性の理解が重要である。本研究では、レーザー分光法を用いた消散係数の湿度依存性計測装置を開発し、実大気観測や室内実験に応用した。その結果、消散係数の湿度依存性を決定する上で、粒子の複素屈折率や化学組成、混合状態が重要なファクターとなっていることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] 有機エアロゾルの光吸収特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 27 ページ: 13-23
  • NAID: 130002080940
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of light absorption enhancement of black carbon using a photoacoustic spectrometer in Nagoya, Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他6名
  • 雑誌名: Proceedings of "International symposium on aerosol studies explored by electron microscopy" 巻: (印刷中)
• [雑誌論文] Particle effective density measurements using a DMA-APM-CPC system in Nagoya, Japan : Estimation of mixing state and shape (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他6名
  • 雑誌名: Proceedings of "International symposium on aerosol studies explored by electron microscopy" 巻: (印刷中)
• [雑誌論文] Characterization of aerosol particles in the Tokyo metropolitan area using two different particle mass spectrometers (2011)
  • 著者名/発表者名: J.-H. Xing, T. Nakayama, (他11名)
  • 雑誌名: Aerosol Sci. Technol 巻: 45 ページ: 315-326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of carbon and oxygen isotopic compositions of CO_2 at an urban cite in Nagoya using Mid-IR laser absorption spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Wada, T. Nakayama, (他5名)
  • 雑誌名: Atmos. Environ 巻: 45 ページ: 1168-1174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of laser-induced fluorescence and chemiluminescence measurements of NO_2 at an urban site (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Suzuki, T. Nakayama, (他6名)
  • 雑誌名: Atmos. Environ 巻: 45 ページ: 6233-6240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of laser-induced fluorescence and chemiluminescence measurements of NO_2 at an urban site (2011)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, H., Miyao, Y., Nakayama, T., Pearce, J.K., Matsumi, Y., Takahashi, K., Kita, K., Tonokura, K.
  • 雑誌名: Atmos.Environ 巻: VOL.45 号: 34 ページ: 6233-6240
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2011.07.065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of aerosol particles in the Tokyo metropolitan area using two different particle mass spectrometers (2011)
  • 著者名/発表者名: J.-H.Xing, T.Nakayama, 他11名
  • 雑誌名: Aerosol Science and Technology 巻: 45 ページ: 315-326
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of carbon and oxygen isotopic compositions of CO_2 at an urban cite in Nagoya using Mid-IR laser absorption spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Wada, T.Nakayama, 他5名
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 45 ページ: 1168-1174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size-dependent correction factors for absorption measurements using filter-based photometers : PSAP and COSMOS (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama, (他6名)
  • 雑誌名: J. Aerosol Sci 巻: 41 ページ: 333-343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiative transfer modeling of filter-based measurements of light absorption by particles : Importance of particle size dependent penetration depth (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Moteki, T. Nakayama, (他6名)
  • 雑誌名: J. Aerosol Sci 巻: 41 ページ: 401-412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of aerosol optical properties in central Tokyo during summertime using cavity ring-down spectroscopy : Comparison with conventional techniques (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama, (他10名)
  • 雑誌名: Atmos. Environ 巻: 44 ページ: 3034-3042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laboratory studies on optical properties of secondary organic aerosols generated during the photo oxidation of toluene and the ozonolysis ofτ-pinene (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama, (他5名)
  • 雑誌名: J. Geophys. Res 巻: 115 号: D24
  • DOI: 10.1029/2010jd014387
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence detection of atmospheric nitrogen dioxide using a blue light-emitting diode as an excitation source (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumi, T. Nakayama, (他4名)
  • 雑誌名: Appl. Opt 巻: 49 ページ: 3762-3767
  • 査読あり
• [雑誌論文] PLP-LIF Study of the reactions of chlorine atoms with C_2H_2, C_2H_4, and C_3H_6 in 2-100 Torr of N2 diluent at 295 K (2010)
  • 著者名/発表者名: E. Iwasaki、T. Nakayama, (他3名)
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett 巻: 494 ページ: 174-178
  • 査読あり
• [雑誌論文] レーザーを用いた大気微量成分のリアルタイムその場計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜、松見豊
  • 雑誌名: 月刊オプトロニクス 巻: 11 ページ: 127-133
• [雑誌論文] Measurements of aerosol optical properties in central Tokyo during summertime using cavity ring-down spectroscopy : Comparison with conventional techniques (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他10名
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 44 ページ: 3034-3042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laboratory studies on optical properties of secondary organic aerosols generated during the photooxidation of toluene and the ozonolysis of α-pinene (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他5名
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence detection of atmospheric nitrogen dioxide using a blue light-emitting diode as an excitation source (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Matsumi, T.Nakayama, 他4名
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 49 ページ: 3762-3767
  • 査読あり
• [雑誌論文] PLP-LIF Study of the reactions of chlorine atoms with C_2H_2, C_2H_4, and C_3H_6 in 2-100 Torr of N_2 diluent at 295K (2010)
  • 著者名/発表者名: E.Iwasaki, T.Nakayama, 他3名
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 494 ページ: 174-178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Size-dependent correction factors for absorption measurements using filter-based photometers : PSAP and COSMOS (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, (他6名)
  • 雑誌名: Journal of Aerosol Science 41 ページ: 333-343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiative transfer modeling of filter-based measurements of light absorption by particles : Importance of particle size dependent penetration depth (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Moteki, T.Nakayama, (他6名)
  • 雑誌名: Journal of Aerosol Science 41 ページ: 401-412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical properties and chemical compositions of iodine-containing aerosols produced from the atmospheric photolysis of methylene iodide in the presence of ozone (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakamoto, T. Nakayama, (他3名)
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn 巻: 82 ページ: 910-913
  • NAID: 10025126647
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of the mass absorption cross section of black carbon for filter-based absorption photometry by the use of a heated inlet (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kondo, T. Nakayama, (他11名)
  • 雑誌名: Aerosol Sci. Technol 巻: 43 ページ: 741-756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Buffer-gas pressure broadening for the third overtone band of NO measured with continuous-wave cavity ring-down spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakamoto, T. Nakayama, (他4名)
  • 雑誌名: Chem. Lett. 巻: 38 ページ: 1000-1001
  • NAID: 10025547428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atmospheric Chemistry of BrO Radicals : Kinetics of the Reaction with C_2H_5O_2 Radicals at 233. 333 K (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakamoto, T. Nakayama, (他7名)
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 巻: 113 ページ: 10231-10237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of light absorption enhancement of black carbon using a photoacoustic spectrometer in Nagoya
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama, (他6名)
  • 雑誌名: Technical reports of the meteorological research institute 巻: No.68
• [雑誌論文] Particle effective density measurements using a DMA-APM-CPC system in Nagoya, Japan : Estimation of mixing state and shape
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama, (他6名)
  • 雑誌名: Technical reports of the meteorological research institute 巻: No.68
• [雑誌論文] Wavelength and NOx dependent complex refractive index of SOAs generated from the photooxidation of toluene
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama, (他5名)
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. Discuss
  • 査読あり
• [学会発表] Determination of refractive index of secondary organic aerosols generated during the photo oxidation of toluene and the ozonolysis of alpha-pinene (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama,(他4名)
  • 学会等名: AAAR 30^(th) Annual Conference
  • 発表場所: オーランド(米国)
• [学会発表] Measurements of light absorption enhancement of black carbon using a photo acoustic spectrometer in Nagoya, Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama,(他6名)
  • 学会等名: International symposium on aerosol studies explored by electron microscopy
  • 発表場所: 気象研究所(茨城県)
• [学会発表] Measurements of light absorption enhancement of black carbon using a photoacoustic spectrometer in Nagoya, Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他6名
  • 学会等名: International symposium on aerosol studies explored by electron microscopy
  • 発表場所: 気象研究所(茨城県)(招待講演)
• [学会発表] Particle effective density measurements using a DMA-APM-CPC system in Nagoya, Japan : Estimation of mixing state and shape (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他6名
  • 学会等名: International symposium on aerosol studies explored by electron microscopy
  • 発表場所: 気象研究所(茨城県)(招待講演)
• [学会発表] 二次有機エアロゾルの光吸収特性と化学特性の関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, 他3名
  • 学会等名: 第92回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川県)
• [学会発表] 光音響分光法を用いたディーゼル排ガス微粒子の光学特性の計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜
  • 学会等名: 第7回エアロゾル学会若手フォーラム
  • 発表場所: キャンパスイノベーションセンター東京(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Applications of cavity ring-down aerosol extinction spectrometer to laboratory and field studies (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama,(他8名)
  • 学会等名: User meeting and summer school Cavity Enhanced Spectroscopy
  • 発表場所: キングストン(カナダ)
• [学会発表] Applications of cavity ring-down aerosol extinction spectrometer to laboratory and field studies (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他7名
  • 学会等名: User meeting and summer school "Cavity Enhanced Spectroscopy
  • 発表場所: Queen's University(カナダ・キングストン)
• [学会発表] 信楽における下部対流圏エアロゾル・微量気体成分の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢吹正教, 中山智喜, 他6名
  • 学会等名: 日本気象学会2011年春季年会
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
• [学会発表] 2010年夏季名古屋におけるエアロゾル光吸収の波長依存性の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤佑樹, 中山智喜, 他3名
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス(京都府)
• [学会発表] 新しい計測手法を用いたエアロゾル光学特性の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, 他1名
  • 学会等名: 第28回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス(大阪府)
• [学会発表] Determination of refractive index of secondary organic aerosols generated during the photooxidation of toluene and the ozonolysis of alpha-pinene (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他5名
  • 学会等名: AAAE 30^<th> Annual Conference
  • 発表場所: Rosen Single Creek Resort(米国・オーランド)
• [学会発表] トルエンの光酸化反応により生成する二次有機エアロゾルの光吸収特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, 他7名
  • 学会等名: 第17回大気化学討論会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス(京都府)
• [学会発表] 二次有機エアロゾルの密度と化学成分の関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐樹, 中山智喜, 他4名
  • 学会等名: 第17回大気化学討論会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス(京都府)
• [学会発表] エアロゾル光学特性の湿度依存性と吸湿特性の関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜,(他4名)
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
• [学会発表] Laboratory studies on optical properties of secondary organic aerosols generated during the photo oxidation of toluene and the ozonolysis of alpha-pinene (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama,(他3名)
  • 学会等名: 2010 iCACGP-IGAC Conference
  • 発表場所: ハリファックス(カナダ)
• [学会発表] 東京都心におけるエアロゾル消散係数の湿度依存性と化学成分の同時観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鏡谷聡美、中山智喜,(他4名)
  • 学会等名: 第27回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 大気エアロゾルの光学特性の湿度依存性と吸湿特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜,(他4名)
  • 学会等名: 第27回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] エアロゾル光学特性の湿度依存性と吸湿特性の関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, 他4名
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] 2009年夏季東京都心におけるエアロゾル消散係数の湿度依存性と化学成分の同時観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鏡谷聡美、中山智喜, 他4名
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] 東京における黒色炭素エアロゾルの光吸収量と被覆による変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木名瀬健、中山智喜, 他6名
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
• [学会発表] Formation processes of light absorbing secondary organic aerosols : Imapact on the Earth's radiation balance (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他3名
  • 学会等名: 第26回化学反応討論会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] Laboratory studies on optical properties of secondary organic aerosols generated during the photooxidation of toluene and the ozonolysis of alpha-pinene (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, 他3名
  • 学会等名: 2010 iCACGP-IGAC Conference
  • 発表場所: Dalhousie University, Halifax, Canada
• [学会発表] 大気エアロゾルの光学特性の湿度依存性と吸湿特性の関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, 他4名
  • 学会等名: 第27回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 三波長光音響分光装置(PASS-3)によるエアロゾル光学特性計測:装置の性能評価と屈折率測定への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, 他4名
  • 学会等名: 第16回大気化学討論会
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] 三波長光音響分光装置(PASS-3)を用いた名古屋におけるエアロゾル光吸収の波長依存性計測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤祐樹、中山智喜, 他3名
  • 学会等名: 第16回大気化学討論会
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] 大気エアロゾルの光学特性の湿度依存性と吸湿特性の関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, 他4名
  • 学会等名: 第16回大気化学討論会
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] 東京で観測されたBC粒子の吸収係数・質量断面積の変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菅原千佳、中山智喜, 他5名
  • 学会等名: 第16回大気化学討論会
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] Size-dependent correction factors for absorption measurements using filter-based photometers : PSAP and COSMOS (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, (他6名)
  • 学会等名: International Workshop "Frontiers of Black Carbon Studies"
  • 発表場所: Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo
  • 年月日: 2009-01-25
• [学会発表] Development of cavity ring-down aerosol extinction spectrometer and application to the ambient observations in central Tokyo (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakayama,(他8名)
  • 学会等名: Workshop on Chemistry in the Earth's Atmosphere
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] 夏季東京都心におけるエアロゾル光学特性と化学特性の同時観測 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, (他13名)
  • 学会等名: 気象学会2009年度春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 二次有機エアロゾルはBrownCarbonとなりうるか?:光学特性の実験的研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, (他5名)
  • 学会等名: 気象学会2009年度春季大会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Development of cavity ring-down aerosol extinction spectrometer and application to the ambient observations in central Tokyo (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, (他8名)
  • 学会等名: Workshop on Chemistry in the Earth's Atmosphere
  • 発表場所: Tokyo Institute of Technology
• [学会発表] キャビティリングダウン分光法によるN2O5熱分解反応速度の測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, (他3名)
  • 学会等名: 第3回分子科学討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] エアロゾル消散係数の湿度依存性と化学組成との関係に関する観測研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鏡谷聡美、中山智喜, (他8名)
  • 学会等名: 第15回大気化学討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] フィルター光吸収法(PSAP, COSMOS)によるエアロゾル吸収係数測定における系統誤差の実験的評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中山智喜, (他6名)
  • 学会等名: 第15回大気化学討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Could Secondary Organic Aerosols Act as Brown Carbon? : Laboratory Studies of Aerosol Absorption (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, (他5名)
  • 学会等名: IGAC-SPARC Joint Workshop in Kyoto, The One Atmosphere : Integration, Interface, and Impact
  • 発表場所: Inamori Hall at Shiran-Kaikan in Kyoto
• [学会発表] Simultaneous measurements of relative humidity dependence of light extinction and aerosol chemical compositions in central Tokyo during summer 2009 (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Kagamitani, T.Nakayama, (他8名)
  • 学会等名: IGAC-SPARC Joint Workshop in Kyoto, The One Atmosphere : Integration, Interface, and Impact
  • 発表場所: Inamori Hall at Shiran-Kaikan in Kyoto
• [学会発表] Measurement of Optical Properties of Secondary Organic Aerosols (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Nakayama, (他5名)
  • 学会等名: The 4th J-C-K Joint Conference on Meteorology
  • 発表場所: つくば国際会議場