冬季関東を巨大チャンバーに模した、ＣＣＮ生成過程に関する研究

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02811
• 研究機関: 気象庁気象研究所
• 研究代表者: 財前 祐二 気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 室長 (70354496)
• 研究分担者: 梶野 瑞王 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (00447939) ; 北 和之 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (30221914) ; 田尻 拓也 気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 主任研究官 (40414510) ; 足立 光司 気象庁気象研究所, 全球大気海洋研究部, 主任研究官 (90630814)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: エアロゾル / 雲凝結核 / 微粒子 / 有機物 / 電子顕微鏡 / エアロゾルモデル

研究実績の概要

5年計画の最終年度であった。冬季を含む通年のサイズ分布、 SO2濃度、 静電方式による電顕用超微粒子サンプル採取、 CCNスペクトル連続測定を実施し、季節別の新粒子生成の発生状況や雲凝結核への成長、寄与の状況を調査した。新粒子生成についての個別事例を、先行研究に倣って成長曲線や個数濃度の明瞭・安定性などによって、レベル１、レベル２等に分類し、レベル１については、成長速度やＣＣＮ個数への寄与評価を行った。
新粒子生成は、季節に寄らず起こっており、総頻度は春から夏に高く、冬に低い傾向が見られたが、レベル１（成長曲線が明瞭な新粒子生成）に限れば、秋に比較的多かった。成長速度は夏季に速く、冬季に遅い季節変化が見られた。 CCN個数濃度に対する寄与については、評価が難しいが、少なくともバックグラウンドに存在する数千個/cm3オーダーのCCNについては、新粒子生成起源で説明が可能であることが示唆された。
領域気象化学モデルNHM-Chemの適用・検証研究については、エアロゾルの二次生成に重要な寄与を示す光化学オキシダントと、氷晶核として重要と考えられるタクラマカンダストについて、それぞれKajino et al., Sci. Rep. (2019), Yumimoto et al., Sci. Rep. (2019)で発表した。数値計算によって、関東平野におけるエアロゾルと豪雨の定量的関係を明らかにし、学術誌に投稿した（高橋ほか、エアロゾル研究、査読中）。また関東平野における孤立峰である筑波山頂、山麓に位置する気象研究所で通年の同時エアロゾル観測を行った。実際に雲粒化が生じている山頂と、詳細な観測が行われる平地とのエアロゾルの違いや、違いを引き起こすメカニズムを解析し、筑波大学修士論文として取り纏めた。現在、学術誌への投稿準備中である。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced new particle formation above the marine boundary layer over the Yellow Sea: Potential impacts on cloud condensation nuclei (2020)
  • 著者名/発表者名: Takegawa, N., Seto, T., Moteki, N., Koike, M., Oshima, N., Adachi, K., K. Kita, A. Takami, and Y. Kondo
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 125 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1029/2019JD031448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aerosol mixing state revealed by transmission electron microscopy pertaining to cloud formation and human airway deposition (2019)
  • 著者名/発表者名: Joseph Ching, Kouji Adachi, Yuji Zaizen, Yasuhito Igarashi, Mizuo Kajino
  • 雑誌名: nature partner journals Climate and Atmospheric Science 巻: 22 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41612-019-0081-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Spherical tarball particles form through rapid chemical and physical changes of organic matter in biomass-burning smoke (2019)
  • 著者名/発表者名: Adachi K., Sedlacek A.J., Kleinman L., Springston, S.R. Wang J., Chand D., Hubbe J.M., Shilling J.E., Onasch T.B., Kinase T., Sakata K., Takahashi Y., Buseck P. R.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 116 ページ: 19336-19341
  • DOI: 10.1073/pnas.1900129116
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detectability assessment of a satellite sensor for lower tropospheric ozone responses to its precursors emission changes in East Asian summer (2019)
  • 著者名/発表者名: Kajino, M., S. Hayashida, T. T. Sekiyama, M. Deushi, K. Ito, and X. Liu.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/s41598-019-55759-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dust vortex in the Taklimakan Desert by Himawari-8 high frequency and resolution observation (2019)
  • 著者名/発表者名: Yumimoto, K., M. Kajino, T. Y. Tanaka, I. Uno
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 1-7
  • DOI: :10.1038/s41598-018-37861-4,
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fungal spore involvement in the resuspension of radiocaesium in summer (2019)
  • 著者名/発表者名: Yasuhito Igarashi, Kazuyuki Kita, Teruya Maki, Takeshi Kinase, Naho Hayashi, Kentaro Hosaka, Kouji Adachi, Mizuo Kajino, Masahide Ishizuka, Tsuyoshi Thomas Sekiyama, Yuji Zaizen, Chisato Takenaka, Kazuhiko Ninomiya, Hiroshi Okochi, and Atsuyuki Sorimachi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/s41598-018-37698-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cloud Condensation Nuclei and Immersion Freezing Abilities of Al2O3 and Fe2O3 Particles Measured with the Meteorological Research Institute's Cloud Simulation Chamber. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kuo, T.-H., M. Murakami, T. Tajiri, and N. Orikasa
  • 雑誌名: J. Meteor. Soc. Japan 巻: 97 ページ: 597-614
  • DOI: 10.2151/jmsj.2019-032
  • 査読あり
• [学会発表] CCN and INP abilities of hybrid flare particles measured with MRI continuous flow diffusion chamber-type IN counter and MRI cloud simulation chamber (2020)
  • 著者名/発表者名: Tajiri, T., N. Orikasa, T. H. Huo, W. C. Kuo, Y. Zaizen and M. Murakami
  • 学会等名: 22nd Conference on Planned and Inadvertent Weather Modification (AMS 100th Annual Meeting)
  • 国際学会
• [学会発表] つくばで観測された新粒子生成イベントとその後の成長 (2019)
  • 著者名/発表者名: 財前祐二、折笠成宏、田尻拓也
  • 学会等名: 第36回エアロゾル科学・技術研究討論会
• [学会発表] 内部混合したサブミクロン粒子の吸湿度と雲粒生成 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田尻拓也、郭威鎮、折笠成宏、財前祐二、村上正隆
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度秋季大会
• [学会発表] 内部混合粒子の吸湿度と氷晶形成に関する研究（その２） (2019)
  • 著者名/発表者名: 田尻拓也、郭威鎮、 折笠成宏、 財前祐二、 村上正隆
  • 学会等名: 第36回エアロゾル科学・技術研究討論会
• [学会発表] 内部混合したサブミクロン粒子の吸湿度 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田尻拓也、郭威鎮、 折笠成宏、 財前祐二、 村上正隆
  • 学会等名: 日本気象学会2019年度春季大会
• [学会発表] 混合核の形態的特性と雲粒子生成に関する考察 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田尻拓也、 折笠成宏、郭威鎮、 財前祐二、 村上正隆
  • 学会等名: 2019年度エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会(国立極地研究所)