大気汚染ガス吸収による酸性雲粒生成過程のモデル化

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14048215
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 芝 定孝 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (40026274)
• キーワード: 化学物理 / 環境質定量化・予測 / 大気汚染防止・浄化 / 水循環 / 気圏水圏相互作用

研究概要

本年度は特に大気環境における実場面における雲粒サイズの評価に的を絞り、(1)不均一なサイズから構成される多数の雲粒凝結格(CCN)上に競合的成長する雲粒の平衡サイズを求める事を目指し、物理化学的な考察に基づく新しい数式モデルの組み立て、そのモデルを用いた数値計算により、不均一なサイズから成るCCN上に凝結した雲粒平衡サイズの特徴について検討した。また、(2)CCNの構成が水溶性の単一成分のみでなく、非水溶性ダスト(黄砂など)を含む多成分で構成される場合の雲粒平衡サイズについても新たに数式モデルを組み立て、非水溶性ダストが雲粒平衡半径に及ぼす影響について、モデル計算により検討した。
その結果、次の様な事が新たに明らかとなった。(1)異なる粒径の共存する気塊内での大気水蒸気凝結による雲粒平衡半径は、同一サイズクラス内の競合的成長に加えて、異なるサイズクラス間の競合的成長をする為、他のサイズクラスの雲粒平衡半径も大きいサイズのCCNに支配される。(2)CCNの総質量が大きい程、気塊内の水蒸気凝結量は多くなるが、CCNの単位質量当たりの凝結量は逆に少なくなる。CCN総質量の増大は大サイズCCN個数の増加を意味する。(3)ダストサイズが大きい程、水蒸気凝結量(雲粒一個当たり)に対する競合的成長の影響が大きく、また、総水蒸気凝結量がCCN個数密度の増大とともに多くなる。

研究成果

• [文献書誌] 芝 定孝: "大気水蒸気の凝結による雲粒の競合的成長と雲粒の平衡半径"土木学会水工学論文集. 46巻. 7-12 (2002)
• [文献書誌] 芝 定孝: "凝結核への雲粒の競合的成長による湿潤気塊の平衡温度"土木学会水工学論文集. 47巻. 121-126 (2003)
• [文献書誌] Shiba, S.: "Effect of CCN Number Density on Radius and Temperature of Cloud Droplet Grown up Competitively"Journal of Global Environment Engineering, JSCE. Vol.9. 65-73 (2003)
• [文献書誌] Shiba, S.: "Equilibrium Temperature of Moist Air Parcel Due to Competitive Growth of Cloud Droplet on Cloud Condensation Nuclei"Journal of Hydroscience and Hydraulic Engineering, JSCE. Vol.21, no.2. 13-24 (2003)
• [文献書誌] S.Shiba: "Equilibrium size and temperature of cloud droplet due to competitive growth on multi-sized CCN with vapour consumption and heat release"Proc.14th Annual Conference of the Aerosol Society. 14-17 (2003)
• [文献書誌] Shiba, S.: "Development and Application of Computer Techniques to Environmental Studies IX, (Eds. Brebbia, C.A. and Zannetti, P.)"WIT PRESS. 93-96 (2002)