東アジア大陸における元素状炭素および有機炭素の動態の解明

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16030203
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 近藤 豊 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (20110752)
• 研究分担者: 小池 真 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (00225343) ; 宮崎 雄三 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (60376655)
• キーワード: 環境 / 環境変動 / 環境質定量化・予測 / 環境分析 / 地球観測

研究概要

元素状炭素(EC、あるいはブラックカーボン)は人体に有害なナノ粒子を多く含み、また太陽光の吸収が強いため放射収支に重要な影響を与える。特に、メガシティーを含む東アジア地域はECの大発生源でありながら、測定の困難さや観測的研究の不足のため、詳細な排出統計には不確定性が大きい。本研究ではECの排出源と大気中での動態やそれらを支配する要因を明らかにすることを目的として、代表的なメガシティーである東京都市域において通年(2003年5月-2004年10月)でECの長期観測を行った。測定には従来のフィルターサンプリングを用いたEC/OC測定と比べ、高い時間分解能(1時間)と測定精度を持つ熱・光学方式による炭素分析装置を用いた。また、大気採取口を400℃に加熱したSMPSにより、不揮発性粒子の体積を選択的に測定することで、ECの粒径分布も同時に測定した。
SMPSの測定結果より密度と形状因子を仮定して質量濃度を見積もり、EC分析装置によるEC質量濃度との比較を行ったところ、非常に良く一致する結果であった。観測期間中の平均的な粒径分布より、ECの質量濃度には粒径50nm以上の粒子が支配的に寄与していることがわかった。発生源強度の指標として用いたΔEC/ΔCO比(バックグラウンド値からの増分の比)は午前6時頃にピーク(2-3μg/m^3)を示すなどの明瞭な日変動を示した。これは主にディーゼル車の交通量の日変動によるものと考えられる。ΔEC/ΔCO比は冬季を除いて明瞭な季節変化は見られず、気温依存性などの影響は明確には見られなかった。また、東京都でECの排出規制後1年でΔEC/ΔCO比の減少は最大で約30%であった。このように本研究において高精度での測定により得られたΔEC/ΔCO比はEC排出の長期変動を捉え、排出統計を検証する上で有用な指標となることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Asian chemical outflow to the Pacific in late spring observed during the PEACE-B aircraft mission (2004)
  • 著者名/発表者名: N.Ooshima, Y.kondo 他
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 109,D23S05 ページ: doi:10.1029/2004JD004976
• [雑誌論文] Removal of NO_x and NO_y in Asian outflow plumes : Aircraft measurement over the western Pacific in January 2002 (2004)
  • 著者名/発表者名: N.Takegawa, Y.kondo 他
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 109,D23S04 ページ: doi:10.1029 2004JD004866
• [雑誌論文] Photochemistry of ozone over the western Pacific from winter to spring (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.kondo 他
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 109,D23S02 ページ: Doi:10.1029 2004JD004871
• [雑誌論文] Impacts of Biomass Burning in Southeast Asia on Ozone and Reactive Nitrogen over the Western Pacific in Spring (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.kondo 他
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 109,D15S12 ページ: doi:10.1029 2003JD004203
• [雑誌論文] Liquid ternary aerosols of HNO_3/H_2SO_4/H_2O in the Arctic tropopause region (2004)
  • 著者名/発表者名: H.Irie, Y.kondo 他
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 31,L01105 ページ: doi:10.1029 2003GL018678
• [雑誌論文] Validation of Measurement of Pollution in the Troposphere (MOPITT) CO retrievals with aircraft in situ profiles (2004)
  • 著者名/発表者名: L.Emmons, Y.kondo 他
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 109,D03309 ページ: doi:10.1029 2003JD004101
• [図書] 気象ハンドブック第1編 気象学 7章大気化学 (2004)
  • 著者名/発表者名: 近藤 豊
  • 出版者: 朝倉書店