北極の気候影響に関わるブラックカーボンの挙動の解明

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H01770
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 近藤 豊 国立極地研究所, 国際北極環境研究センター, 特任教授 (20110752)
• 研究分担者: 小池 真 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00225343) ; 平沢 尚彦 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (10270422) ; 茂木 信宏 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (20507818) ; 松井 仁志 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (50549508) ; 東 久美子 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (80202620)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 環境変動 / 気候変動 / 極地 / 地球変動予測

研究実績の概要

アラスカのバロー、ノルウェーのニーオルスン、沖縄辺戸岬においてCOSMOS測定器に不具合が生じたので、COSMOS本体を交換したり、故障した部品を交換するなどして、これらの地点とカナダのアラート観測所、ロシアのバラノバ岬観測所においてCOSMOSによる観測を、約1年にわたり同時に測定した。また、数年間にわたり北極で観測された大気中のBC濃度とモデル計算値との比較を行ない、モデルによる観測の再現性を評価した。またバラノバでの観測とモデルとの比較から、バラノバでのBCは石油精製時のフレアリングに伴い発生するBCの影響を強く受けていることが判明した。
フィンランド、アラスカ、南シベリアの広域で2012-2016年に採取された積雪中のBC濃度の解析から1) 地形やBCの排出量の分布がBCの質量濃度と粒径分布の緯度変化に大きな影響を及ぼすこと、2)本研究で測定された積雪中のBCの濃度は先行研究に比べ平均して2-25倍低い値であった。このため気候モデルの再検証を行うことが重要であるとう結果を得た。このことから観測された降雪量、積雪中のBCの濃度、沈着量を気象研究所の気候モデルによる計算値と比較した。この比較の結果、モデルはこれらの量の絶対値と空間分布を大変良く再現することが分かった。
バローにおいて2012-2017年に観測された降雪・降雨中のBC濃度データと沈着フラックスの詳細な解析を行い、それらの季節変動の特徴を明らかにした。この観測結果とモデル計算値との比較を行った。この結果、夏季には降水中のBC濃度が相対的に高くなることは、森林火災によるBCの発生によることが分かった。

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

• [国際共同研究] ノルウェー極地研究所(ノルウェー)
  • 国名: ノルウェー
  • 外国機関名: ノルウェー極地研究所
• [国際共同研究] 国立環境気候研究所(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: 国立環境気候研究所
• [国際共同研究] 南極北極研究所(ロシア連邦)
  • 国名: ロシア連邦
  • 外国機関名: 南極北極研究所
• [国際共同研究] NOAA(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NOAA
• [国際共同研究] エネルギー省(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: エネルギー省
• [雑誌論文] Concentrations and Size Distributions of Black Carbon in the Surface Snow of Eastern Antarctica in 2011 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kinase T.、Adachi K.、Oshima N.、Goto‐Azuma K.、Ogawa‐Tsukagawa Y.、Kondo Y.、Moteki N.、Ohata S.、Mori T.、Hayashi M.、Hara K.、Kawashima H.、Kita K.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 125 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2019JD030737
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] How emissions uncertainty influences the distribution and radiative impacts of smoke from fires in North America (2020)
  • 著者名/発表者名: Carter Therese S.、Heald Colette L.、Jimenez Jose L.、Campuzano-Jost Pedro、Kondo Yutaka、Moteki Nobuhiro、Schwarz Joshua P.、Wiedinmyer Christine、Darmenov Anton S.、da Silva Arlindo M.、Kaiser Johannes W.
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 20 ページ: 2073～2097
  • DOI: 10.5194/acp-20-2073-2020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rapid reduction of black carbon emissions from China: evidence from 2009-2019 observations on Fukue Island (2020)
  • 著者名/発表者名: Kanaya Yugo、Yamaji Kazuyo、Miyakawa Takuma、Taketani Fumikazu、Zhu Chunmao、Choi Yongjoo、Komazaki Yuichi、Ikeda Kohei、Kondo Yutaka、Klimont Zbigniew
  • 雑誌名: Chem. Phys. Duscussions 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.5194/acp-2019-1054
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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.、Kita K.、Takami A.、Kondo Y.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 125 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2019jd031448
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changes in black carbon aerosols in Tokyo in 2003-2017 (2020)
  • 著者名/発表者名: Mori Tatsuhiro、Ohata Sho、Morino Yu、Koike Makoto、Moteki Nobuhiro、Kondo Yutaka
  • 雑誌名: Proceedings of the Japan Academy, Series B 巻: 96 ページ: 122～129
  • DOI: 10.2183/pjab.96.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Capabilities and limitations of the single-particle extinction and scattering method for estimating the complex refractive index and size-distribution of spherical and non-spherical submicron particles (2020)
  • 著者名/発表者名: Moteki Nobuhiro
  • 雑誌名: Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer 巻: 243 ページ: 106811～106811
  • DOI: 10.1016/j.jqsrt.2019.106811
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Accuracy of black carbon measurements by a filter-based absorption photometer with a heated inlet (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohata Sho、Kondo Yutaka、Moteki Nobuhiro、Mori Tatsuhiro、Yoshida Atsushi、Sinha Puna R.、Koike Makoto
  • 雑誌名: Aerosol Science and Technology 巻: 53 ページ: 1079～1091
  • DOI: 10.1080/02786826.2019.1627283
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glacially sourced dust as a potentially significant source of ice nucleating particles (2019)
  • 著者名/発表者名: 1.Tobo, Y., K. Adachi3, P. J. DeMott, T. C. J. Hill, D. S. Hamilton, N. M. Mahowald, N. Nagatsuka, S. Ohata, J. Uetake, Y. Kondo, and M. Koike
  • 雑誌名: Nature Geosci 巻: 12 ページ: 253-258
  • DOI: 10.1038/s41561-019-0314-x.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The importance of the representation of air pollution emissions for the modeled distribution and radiative effects of black carbon in the Arctic (2019)
  • 著者名/発表者名: Schacht Jacob、Heinold Bernd、Quaas Johannes、Backman John、Cherian Ribu、Ehrlich Andre、Herber Andreas、Huang Wan Ting Katty、Kondo Yutaka、Massling Andreas、Sinha P. R.、Weinzierl Bernadett、Zanatta Marco、Tegen Ina
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 19 ページ: 11159～11183
  • DOI: 10.5194/acp-19-11159-2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Black carbon and inorganic aerosols in Arctic Snowpack. (2019)
  • 著者名/発表者名: 3.Mori, T., Goto-Azuma, K., Kondo, Y., Ogawa-Tsukagawa, Y., Miura, K., Hirabayashi, M., Oshima, N., Koike, M., Kupiainen, K., Moteki, N., Ohata, S., Sinha, P. R., Sugiura, K., Aoki, T., Schneebeli, M., Steffen, K., Sato, A., Tsushima, A., Makarov, V., Omiya, S., Sugimoto, A., Takano, S., and Nagatsuka, N.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 124 ページ: 13,325-13,356
  • DOI: 10.1029/2019jd030623
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Year-Round In Situ Measurements of Arctic Low-Level Clouds: Microphysical Properties and Their Relationships With Aerosols (2019)
  • 著者名/発表者名: Koike M.、Ukita J.、Strom J.、Tunved P.、Shiobara M.、Vitale V.、Lupi A.、Baumgardner D.、Ritter C.、Hermansen O.、Yamada K.、Pedersen C. A.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 124 ページ: 1798～1822
  • DOI: 10.1029/2018jd029802
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of global simulations of aerosol particle and cloud condensation nuclei number, with implications for cloud droplet formation (2019)
  • 著者名/発表者名: Fanourgakis, G. S., M. Kanakidou, A. Nenes, S. E. Bauer, T. Bergman, K. S. Carslaw, A. Grini, D. S. Hamilton, J. S. Johnson, V. A. Karydis, A. Kirkevag, J. K. Kodros, U. Lohmann, G. Luo, R. Makkonen, H. Matsui, et al.
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 19 ページ: 8591～8617
  • DOI: 10.5194/acp-19-8591-2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 降水雲の過飽和度を観測から制約する：エアロゾル空間分布の予測のために (2019)
  • 著者名/発表者名: 茂木信宏、森樹大、松井仁志、大畑祥
  • 雑誌名: 大気化学研究 巻: 41 ページ: 041A03
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Emissions, transport, and removal of atmospheric black carbon particles: Synthetic analyses of observations from Asia to the Arctic Ocean (2020)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanaya, F. Taketani, T. Miyakawa, C. Zhu, H. Kobayashi, Y.-W. Kim, P. Mordovskoi, T. Maximov, Y. Choi, K. Yamaji, K. Ikeda, H. Tanimoto, M. Takigawa, H. Matsui, Y. Kondo, and Z. Klimont
  • 学会等名: The Sixth International Symposium on Arctic Research (ISAR-6)
  • 国際学会
• [学会発表] Changes in concentrations and size distributions of black carbon in Northwest Greenland over the past 350 years, Changes in concentrations and size distributions of black carbon in Northwest Greenland over the past 350 years (2020)
  • 著者名/発表者名: K. Goto-Azuma, Y. Ogawa-Tsukagawa, Y. Kondo, R. Dallmayr, M. Hirabayashi, J. Ogata, K. Kitamura, K. Kawamura, H. Motoyama, S. Matoba, T. Aoki,N. Moteki, S. Ohata, T. Mori, M. Koike, Y. Komuro A. Tsushima, N. Nagatsuka, Wataru Shigeyama, and Koji Fujita
  • 学会等名: The Sixth International Symposium on Arctic Research (ISAR-6)
  • 国際学会
• [学会発表] Black Carbon and inorganic aerosols in Arctic snowpack (2020)
  • 著者名/発表者名: T. Mori, K. Goto-Azuma, Y. Kondo, Y. Ogawa-Tsukagawa, K. Miura1, M. Hirabayashi, N. Oshima, M. Koike, K. Kupiainen, N. Moteki, S. Ohata, P. R. Sinha, K. Sugiura, T. Aoki, M. Schneebeli1, K. Steffen, A. Sato, A. Tsushima, V. Makarov, S. Omiya, A. Sugimoto, S. Takano, and N. Nagatsuka
  • 学会等名: The Sixth International Symposium on Arctic Research (ISAR-6),
  • 国際学会
• [学会発表] Material identification of small particles by forward-scattered wave sensing (2020)
  • 著者名/発表者名: N. Moteki
  • 学会等名: NOAA CSD Seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] グリーンランド北西部における過去350年間のブラックカーボン及びダストの季節変化及び経年変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 東久美子, 塚川佳美, 近藤豊, ダルマイヤー・レミ, 平林幹啓, 尾形純, 北村亨太郎, 川村賢二,本山秀明, 的場澄人, 門田萌, 青木輝夫, 茂木信宏, 大畑祥, 森樹大, 小池真, 小室悠, 對馬あかね, 永塚尚子, 繁山 航、藤田耕史
  • 学会等名: 雪氷研究大会
• [学会発表] グリーンランドにおける人為起源及び自然起源のブラックカーボンの濃度、粒径分布、季節変動の経年変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 東久美子, 塚川佳美, 近藤豊, ダルマイヤー・レミ, 平林幹啓, 尾形純, 北村亨太郎, 川村賢二,本山秀明, 的場澄人, 門田萌, 青木輝夫, 茂木信宏, 大畑祥, 森樹大, 小池真, 小室悠, 對馬あかね, 永塚尚子, 繁山 航、藤田耕史
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
• [学会発表] BarrowにおけるBC粒子の湿性沈着フラックスの季節変動 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森樹大, 近藤豊, P. R. Sinha, Y. Zhao, 小池真, B. Andrews, 松井仁志, 茂木信宏, 大畑祥
  • 学会等名: 大気化学討論会
• [学会発表] 中国からのブラックカーボン排出量急減：長崎県福江島における10年間観測からの証拠 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金谷有剛, 山地一代, 宮川拓真, 竹谷文一, 朱春茂, Yongjoo Choi, 池田恒平, 近藤豊
  • 学会等名: 大気化学討論会
• [学会発表] Black carbon and inorganic aerosols in snowpack over the Arctic (2019)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Mori, Kumiko Goto-Azuma, Yutaka Kondo, et al.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
• [学会発表] From Asia to the Arctic/remote Oceans: Recent BC observations by JAMSTEC & plans of model intercomparisons (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanaya, F. Taketani1, T. Miyakawa1, C. Zhu1, H. Kobayashi1, Y-W. Kim
  • 学会等名: Open Science Workshop on PACES
  • 国際学会
• [学会発表] Variations of concentrations and sizes of black carbon particles in Northwest Greenland over the past 350 years (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Goto-Azuma, Y. Ogawa-Tsukagawa, Y. Kondo, R. Dallmayer, M. Hirabayashi, J. Ogata, K. Kitamura, K. Kawamura, H. Motoyama, S. Matoba, M. Kadota, T. Aoki, N. Moteki, S. Ohata, T. Mori, M. Koike, Y. Komuro, A. Tsushima, N. Nagatsuka, W. Shigeyama, and K. Fujita
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小池真
  • 学会等名: 日本地球惑星連合
• [学会発表] 航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進：大型研究マスタープラン2020への提案 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小池真, 高橋暢宏, 岩崎俊樹, 伊藤健
  • 学会等名: 雪氷研究大会
• [学会発表] 航空機観測による気候・地球システム科学研究の推進：大型研究マスタープラン2020への提案 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小池真, 高橋暢宏, 岩崎俊樹, 伊藤健
  • 学会等名: 大気化学討論会
• [学会発表] Zeppelin Observatory on Svalbard (2019)
  • 著者名/発表者名: Karlsson, L., Krejci, R., Koike, M., Ebell, K., and Zieger, P.
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Enhanced New Particle Formation above the Marine 1 Boundary Layer over 2 the Yellow Sea: Potential Impacts on Cloud Condensation Nuclei (2019)
  • 著者名/発表者名: Takegawa, N., Seto, T., Moteki, N., Koike, M., Oshima, N., Adachi, K., Kita, K., Takami, A., and Kondo, Y.
  • 学会等名: the 18th Asian Chemistry Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Vertical profile of BC microphysical properties observed during the PAMARCMiP 2018 experiment (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohata, S., Yoshida, A., Moteki, N., Adachi, K., and Koike, M.
  • 学会等名: Second data workshop for PAMARCMiP2018
  • 国際学会
• [学会発表] Cloud microphysical properties observed near the sea ice edge during the PAMARCMiP 2018 experiment (2019)
  • 著者名/発表者名: Koike, M., Ohata, S., Yoshida, A., Moteki, N., and PAMARCMiP team
  • 学会等名: Second data workshop for PAMARCMiP2018
  • 国際学会
• [学会発表] The single-particle extinction and scattering method for online characterization of submicron particles: Principles and applications to aerosol research (2019)
  • 著者名/発表者名: Moteki, N.
  • 学会等名: JpGU Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Anthropogenic combustion iron as a complex climate forcer (2019)
  • 著者名/発表者名: H. Matsui, N. M. Mahowald, N. Moteki, D. S. Hamilton, S. Ohata, A. Yoshida, M. Koike, R. A. Scanza, and M. G. Flanner
  • 学会等名: SOLAS Open Science Conference 2019
  • 国際学会
• [備考] 「流体中のナノ・マイクロ粒子の物性・粒径分布の自動測定法」茂木信宏
  • URL: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2020/6662/