雪氷コア解析に基づく広域拡散エアロゾルの光学的厚さと放射強制力の変動

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12440128
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 藤井 理行 国立極地研究所, 北極圏環境研究センター, 教授 (20125214)
• 研究分担者: 本山 秀明 国立極地研究所, 研究系, 助教授 (20210099) ; 東 久美子 国立極地研究所, 研究系, 助教授 (80202620) ; 山内 恭 国立極地研究所, 南極圏環境モニタリング研究センター, 教授 (00141995) ; 青木 輝夫 気象研究所, 物理気象研究部, 主任研究官 ; 鈴木 利孝 山形大学, 理学部, 助教授 (90202134)
• キーワード: 固体微粒子 / 硫酸エアロゾル / 放射強制力 / 火山灰粒子 / 光学的厚さ / 雪氷コア / ドームふじ / 南極

研究概要

南極ドームふじ氷床深層コアの固体微粒子の微粒子濃度と粒径分布解析を2800のサンプルについて行い、過去32万年間のダストデータが100年から200年の時間分解能で得られた。この微粒子濃度と粒径分布のデータセットを用いて、Mie散乱理論から波長別の一次散乱パラメータを計算し、大気モデル、波長別アルベードから多重散乱モデルで大気上端と地表面における放射フラックス密度を計算し、過去32万年にわたる放射強制力の変動を求めた。ここでは、硫酸エアロゾル、海塩、ダストに対して3通りのエアロゾルモデルを設定し、放射強制力を検討した。この結果、エアロゾル(硫酸エアロゾル、海塩、ダスト)全体の光学的厚さに占めるダストの光学的厚さの割合は、現在や完新世では数%に過ぎないが、氷期末期には15%程度と高い値を示すことが明らかになった。また、エアロゾル(硫酸エアロゾル、海塩、ダスト)の放射強制力は、氷期の寒冷期では、大気上端で6〜7W m^<-2>の加熱、地表面で1W m^<-2>の冷却効果があることが明らかになった。また、ドームふじコアに対しては、過去数万年から10万年にわたるエアロゾルの季節変動を検出する高時間分解能解析法の開発に着手した。
一方、北半球における大気中のダスト負荷のバックグラウンド変動を、過去数十年から数百年スケールで明らかにするため、ロシアのアルタイ山脈の氷河コアとともに、新たに掘削したカナダのローガン山のコアの解析を行った。硫酸エアロゾルの長期変動については、火山起源と海洋起源(DMS起源)の硫酸エアロゾルを分離する方法の開発研究を進めた。

研究成果

• [文献書誌] 藤井理行: "南極ドームふじ深層コアに記録された氷期サイクルにおける気候および陸海域環境変動"雪氷. 64. 341-349 (2002)
• [文献書誌] Fujii, Y.: "A 320 k-year record of microparticles in the Dome Fuji, Antarctica ice core measured by laser-light scattering method"Memoirs of National Institute of Polar Research. 57(in press). (2003)
• [文献書誌] Hara, K.: "Vertical features of sea-salt modification in the boundary layer of spring Arctic during the ASTAR 2000 campaign"Tellus. 54B. 361-376 (2002)
• [文献書誌] Suzuki, T.: "Distribution of sea salt components in snow cover along the traverse route from the coast to Dome Fuji station 1000km"Tellus. 54B. 407-411 (2002)
• [文献書誌] Goto-Azuma, K.: "An ice core record over the last two centuries from Penny Ice Cap, Baffin Island, Canada"Annals of Glaciology. 35(in press). (2003)
• [文献書誌] Matoba, S.: "Ice core chemistry of Vestfonna Ice Cap in Svalbard, Norway"J.Geophys.Res.. 107,D23. 4721-4727 (2002)
• [文献書誌] 藤井理行: "地球温暖化"日本化学会編. 173 (2002)