発生源地域におけるアジアダストと環境レジームシフトの国際共同研究

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02703
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 甲斐 憲次 茨城大学, 教育学部, 特任教授 (50214242)
• 研究分担者: 杉本 伸夫 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境計測研究センター, フェロー (90132852) ; 牧 輝弥 金沢大学, 物質化学系, 准教授 (70345601) ; 星野 仏方 酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (80438366) ; 竹見 哲也 京都大学, 防災研究所, 准教授 (10314361) ; 篠田 雅人 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (30211957) ; 山口 靖 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (80283472) ; 松井 仁志 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (50549508) ; 河合 慶 名古屋大学, 環境学研究科, 研究員 (60823268)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: アジアダスト / バイオエアロゾル / 環境レジームシフト

研究実績の概要

本研究では、アジアダストの発生とそれに関わる環境レジームシフトのメカニズムを解明するために、発生源地域のモンゴル草原・ゴビ砂漠において、春季と夏季に集中観測（IOP-2018）を実施した。
IOP-2018春季では、モンゴル草原が広がるウランバートル周辺から南部のゴビ砂漠・ダランザドガドまでの600kmを自動車で移動観測し、ダスト特性の水平分布と植生分布の関係を調べた。ダランザドガド気象台では、シーロメーター上部に斜め45度のミラーを設置して水平観測を行い、重なり関数の補正を試みた。この補正により、シーロメーターによる地上付近のダスト鉛直分布の観測精度の向上が期待できる。
IOP-2018夏季では、ダランザドガド気象台にて、ダスト係留気球を用いて高高度（300-500m）に浮遊するアジアダストを採取した。同時に、ラジオソンデとシーロメーターを用いて、気象要素とダスト量（ダスト後方散乱係数）の鉛直分布を観測した。アジアダストに含まれるバイオエアロゾルの分析を行い、環境レジームシフトを引きおこすダストの性状を解析した。
データの再検討を行った結果、環境レジームシフトとの関連を調べるためには、春季に集中観測を行う必要があるとの結論を得た。そのため、平成30年度科研費の一部を令和元年度に繰り越し、高高度におけるアジアダストとバイオエアロゾルの観測（IOP-2019)を春季に行うこととした。
IOP－2019春季は、強風のため、ダスト係留気球を高度500mまで上げることができなかったが、高度100mまでのデータは得ることができた。夏季に再度挑戦したが、ダランザドガド気象台の水素ガス作成装置の故障があり、ダスト係留気球の観測ができなかった。その結果、令和元年の春季に得られた高度100mまでのデータと平成30年の夏季に得られた高度500mまでのデータを用いて、バイオエアロゾルと環境レジームシフトの解析を進めた。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

本科研費で、アジアダスト・バイオエアロゾル・環境レジームシフトに関する国際共同研究を推進するために、WEBページを開設した。国際ワー クショップを2017年11月3日－5日、名古屋大学環境総合館で開催した。参加者は7カ国（中国、モンゴル、イギリス、スペイン、ドイツ、チュニジア 、ニュージーランド）、50名で、計41件の論文が発表された。2018年以降も引き続き、研究交流を行っている。

研究成果

• [国際共同研究] モンゴル情報・気象水文環境研究所/モンゴル気象環境監視庁/モンゴル国立大学(モンゴル)
  • 国名: モンゴル
  • 外国機関名: モンゴル情報・気象水文環境研究所/モンゴル気象環境監視庁/モンゴル国立大学
• [国際共同研究] 蘭州大学大気科学研究院/中国科学院新疆生態地理研究所/中国科学院大気物理研究所(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 蘭州大学大気科学研究院/中国科学院新疆生態地理研究所/中国科学院大気物理研究所
• [国際共同研究] ライプニッツ対流圏研究所/ケルン大学地球物理学・気象学教室(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: ライプニッツ対流圏研究所/ケルン大学地球物理学・気象学教室
• [国際共同研究] NASAラングレー研究センター(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: NASAラングレー研究センター
• [雑誌論文] 特集 エアロゾル計測Ⅰ アジアダストのライダー観測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 甲斐憲次
  • 雑誌名: レーザセンシング学会誌 巻: 1（１） ページ: 29-42
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ceilometer observation of a dust event in the Gobi Desert on 29-30 April 2015: Arrival of a developed dust storm and trapping of dust within an inversion layer (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawai, K., Y. Nishio, K. Kai, J. Noda, E. Munkhjargal, M. Shinoda, N. Sugimoto, A. Shimizu, E. Davaanyam, D. Batdorj
  • 雑誌名: SOLA 巻: 15 ページ: 52-56
  • DOI: https://doi.org/10.2151/sola.2019-011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] アジアダストと環境レジームシフトに関する国際共同研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 甲斐憲次
  • 雑誌名: 科学 巻: 89(2) ページ: 148-150
• [雑誌論文] Aeolian dispersal of bacteria associated with desert dust and anthropogenic particles over continental and oceanic surfaces (2019)
  • 著者名/発表者名: Maki,T., K. C. Lee, K. Kawai, K. Onishi, C. S. Hon, Y. Kurosaki, M. Shinoda, K. Kai, Y.Iwasaka, S. Archer, D. Lacap-Bugler, H. Hasegawa, S.B. Pointing
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 124 ページ: 5579-5588
  • DOI: 10.1029/2018JD029597
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Vertical distributions of airborne microorganisms over Asian dust source region of Taklimakan and Gobi Desert (2019)
  • 著者名/発表者名: Maki, T., B. Chen, K. Kai, K. Kawai, K. Fujita, K. Ohara, F. Kobayashi, E. Davaanyam, J. Noda, Y. Minamoto, G. Shi, H. Hasegawa, and Y. Iwasaka
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 214 ページ: 116848
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.116848
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Northeast Asian dust transport: A case study of a dust storm event from 28 March to 2 April 2012 (2019)
  • 著者名/発表者名: Purevsuren, T., D. Jugder, K. Baba, K. Hagiwara, J. Noda, K. Kawai, G. Sumiya, C. McCarthy, K. Kai, B. Hoshino
  • 雑誌名: Atmosphere 巻: 10(2) ページ: 1-16
  • DOI: 10.3390/atmos10020069
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lidar network observation of dust layer development over the Gobi Desert in association with a cold frontal system on 22-23 May 2013 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai, K., K. Kai, Y. Jin, N. Sugimoto, D. Batdorj
  • 雑誌名: Journal of the Meteorological Society of Japan 巻: 96 ページ: 255-268
  • DOI: https://doi.org/10.2151/jmsj.2018-023
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Evaluation of ceilometer attenuated backscattering coefficients for aerosol profile measurement (2018)
  • 著者名/発表者名: Jin, Y., N. Sugimoto, A. Shimizu, T. Nishizawa, K. Kai, K. Kawai, A. Yamazaki, M. Sakurai, H. Wille
  • 雑誌名: Journal of Applied Remote Sensing 巻: 12 ページ: 042604
  • DOI: https://doi.org/10.1117/1.JRS.12.042604
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of different grazing systems on aboveground biomass and plant species dominance in typical Chinese and Mongolian steppes (2018)
  • 著者名/発表者名: Na, Y., J. Li, B. Hoshino, S. Bao, F. Qin
  • 雑誌名: Sustainability 巻: 10(12) ページ: 1-14
  • DOI: 10.3390/su10124753
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Assessing local indigenous knowledge and information sources on biodiversity, Conservation and protected area management at Khuvsgol Lake National Park, Mongolia (2018)
  • 著者名/発表者名: McCarthy, C., H. Shinjo, B. Hoshino, E. Enkhjargal,
  • 雑誌名: Land 巻: 7(4) ページ: 1-11
  • DOI: 10.3390/land7040117
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dection of dry lake beds formation and estimate of environmental regime shift in semi-arid region (2018)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, B., Y. Sofue, Y. Demura, T. Purevsuren, M. Kubibayashi, K. Baba, E. Zoliargal, K. Hagiwara, J. Noda, K. Kawano, O. Karthaus, K. Kai
  • 雑誌名: . Arid Land Studies 巻: 28-S ページ: 109-113
  • DOI: https://doi.org/10.14976/jals.28.S_109
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Studies on the forest dieback phenomenon in a semi-arid region using remotely sensed data (2018)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, B., T. Sasamura, A. Sugimoto, T. Tserendulam, U. Ganbold, C. McCarthy, M. Kaneko
  • 雑誌名: IEEE Explore 巻: 2018 ページ: 5236-5239
  • DOI: 10.1109/IGARSS.2018.8518612
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Relative importance of climatic and anthropogenic drivers on the dynamics of aboveground biomass across agro-ecological zones on the Mongolian Plateau (2018)
  • 著者名/発表者名: Zhou, X. and Y. Yamaguchi
  • 雑誌名: Sustainability 巻: 10(10) ページ: 3435
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] シーロメーターを用いたゴビ砂漠におけるダスト鉛直分布の連続観測 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河合慶, 甲斐憲次, E. Davaanyam, D. Batdorj
  • 学会等名: 第12回大気バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] バイオエアロゾルに含まれる微生物の希釈分離培養とその系統分類学的解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤田達之, 牧輝弥, 松葉悠真, 大川雄輝, 甲斐憲次, 河合慶, 青木一真, 岩坂泰信
  • 学会等名: 第12回大気バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] シーロメーターの水平観測による重なり関数の補正（その１） (2019)
  • 著者名/発表者名: 河合慶, 神慶孝, 甲斐憲次, 杉本伸夫, A. Batbold, E. Davaanyam
  • 学会等名: 第23回大気ライダー研究会
• [学会発表] 中国内モンゴル自治区・ホルチン砂地でのアジアダストの発生と環境変遷 (2019)
  • 著者名/発表者名: 甲斐憲次, 源祐輝, 中村晃太朗, 河合慶, 王敏叡, 小原一真
  • 学会等名: 日本地理学会2019年春季学術大会
• [学会発表] Large-scale dust event in East Asia, as revealed by the Himawari-8 DUST RGB, lidar network observations, and field survey (2019)
  • 著者名/発表者名: Kai, K., Y. Minamoto, K. Nakamura, M. Wang, K. Kawai, K. Ohara, J. Noda,T. Maki, E. Davaanyam, N. Sugimoto
  • 学会等名: Central Asian Dust Conference (CADUC)
  • 国際学会
• [学会発表] Horizontal and vertical structure of large-scale dust event in East Asia in May 2017: Analyses of Himawari-8 Dust RGB, CALIOP, and round-based observations (2019)
  • 著者名/発表者名: Kai, K., Y. Minamoto, K. Nakamura, M. Wang, K. Kawai, K. Ohara, J. Noda, T. Maki, E. Davaanyam, N. Sugimoto
  • 学会等名: the 29th International Laser Radar Conference (ILRC29)
  • 国際学会
• [学会発表] Occurrence of micro-meso scale dust storms and its relationship to the vegetation and topography in Mongolian grassland and Gobi Desert (2019)
  • 著者名/発表者名: Kai, K., K. Kawai, T. Maki, J. Noda,
  • 学会等名: JpGU Meeting 2019
• [学会発表] ゴビ砂漠・モンゴル草原におけるダストの発生と植生・地形・気象条件との関係 (2019)
  • 著者名/発表者名: 甲斐憲次, 源祐輝, 河合慶, 小原一真, 中村晃太朗, 王敏叡, 能田淳, 牧輝弥, E. Davaanyam, D. Batdorj
  • 学会等名: 第12回大気バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] シーロメーターの水平観測による重なり関数の補正（その２） (2019)
  • 著者名/発表者名: 河合慶, 神慶孝, 甲斐憲次, 相澤由樹, 伊藤敦哉, 杉本伸夫, A. Batbold, E. Davaanyam, E. Munkhjargal
  • 学会等名: 第37回レーザセンシングシンポジウム
• [学会発表] Variations of airborne microbial communities emitted from forest areas (2019)
  • 著者名/発表者名: Maki, T.
  • 学会等名: Ibaraki University-Institut de Radioprotection et de Surete Nucleaire (IRSN)/Japan-UK EICHI-project joint international workshop on radioactive particles
• [学会発表] 森林内を浮遊するバイオエアロゾルの群集構造変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 牧輝弥、北和之、石塚正秀、作田裕也、保坂健太郎，岩坂泰信，五十嵐康人
  • 学会等名: 第12回大気バイオエアロゾルシンポジウム
• [学会発表] 空飛ぶ納豆菌 (2019)
  • 著者名/発表者名: 牧輝弥
  • 学会等名: 一般社団法人ｅ教育サロン勉強会，金沢大学
• [学会発表] ゴビ砂漠のライダーネットワークが捉えた寒冷前線システムによるダストの舞い上げとその空間構造 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河合慶, 甲斐憲次, 神慶孝, 杉本伸夫, D. Batdorj
  • 学会等名: 日本気象学会2018年度春季大会
• [学会発表] ひまわり8号Dust RGB画像を用いたゴビ砂漠ダストホットスポットの解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 源祐輝, 中村晃太朗, 王敏叡, 河合慶, 小原一真, 甲斐憲次
  • 学会等名: 日本気象学会2018年度春季大会
• [学会発表] 東アジアを風送されるバイオエアロゾルの細菌群集構造の変化：韓国龍仁と日本米子の比較 (2018)
  • 著者名/発表者名: 牧輝弥, 大西一成, 洪天祥, 黒崎泰典, Kevin C. Lee, 河合慶, 篠田雅人, 甲斐憲次, Stephen B. Pointing, 岩坂泰信
  • 学会等名: 第35回エアロゾル科学・技術研究討論会
• [学会発表] ゴビ砂漠のライダーネットワークが捉えた寒冷前線システムによるダスト層の発生と発達 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河合慶, 甲斐憲次, 神慶孝, 杉本伸夫, Dashdondog Batdorj
  • 学会等名: 第36回レーザセンシングシンポジウム
• [学会発表] Characteristics of cloud base height from ceilometer measurement at Dalanzadgad, Mongolia (2018)
  • 著者名/発表者名: Davaanyam, E., D. Jugder, K. Kai, K. Kawai
  • 学会等名: 第36回レーザセンシングシンポジウム
• [学会発表] 2017年5月上旬、日本列島を覆ったダストイベント―ひまわり8 号Dust RGBとライダーネットワークによる解析― (2018)
  • 著者名/発表者名: 源祐輝, 中村晃太朗, 王敏叡, 河合慶, 小原一真, 能田淳, 牧輝弥, E. Davaanyam, 杉本伸夫, 甲斐憲次
  • 学会等名: 第36回レーザセンシングシンポジウム
• [学会発表] 2015年4月29～30日にゴビ砂漠で発生したダストストームのシーロメーター観測：逆転層へのダストの取り込み (2018)
  • 著者名/発表者名: 河合慶, 西尾優汰, 甲斐憲次, 能田淳, 杉本伸夫, 清水厚, E. Munkhjargal, E. Davaanyam, D. Batdorj
  • 学会等名: 日本気象学会2018年度秋季大会
• [学会発表] 小型PM2.5センサーを用いたゴビ砂漠におけるダスト観測ネットワークの構築 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河合慶, A. Batbold, E. Davaanyam, 甲斐憲次, 篠田雅人, 黒崎泰典
  • 学会等名: 鳥取大学乾燥地研究センター平成30年度共同研究発表会
• [学会発表] Ceilometer observation of a dust storm in the Gobi Desert on 29-30 April 2015: Trapping of dust into a capping inversion layer (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawai, K., Y. Nishio, K. Kai, J. Noda, N. Sugimoto, A
  • 学会等名: 2018 AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Large-scale dust event in East Asia in May 2017, as revealed by the Himawari-8 DUST RGB and lidar network observations (2018)
  • 著者名/発表者名: Minamoto, Y., K. Nakamura, M. Wang, K. Kawai, K. Ohara, J. Noda, T. Maki, E. Davaanyam, N. Sugimoto, K. Kai
  • 学会等名: 2018 AGU Fall Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 東アジアを風送されるバイオエアロゾルの細菌群集構造の変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 牧輝弥，大西一成，洪天祥，黒崎泰典，Kevin C. Lee，河合慶，甲斐憲次，篠田雅人，S.B. Pointing，岩坂泰信
  • 学会等名: エアロゾル学会
• [学会発表] Long-range transported bioaerosols captured in snow cover on Mount Tateyama, Japan: Impacts of Asian-dust events on airborne bacterial dynamics relating to ice-nucleation activities (2018)
  • 著者名/発表者名: Maki, T., S. Furumoto, Y. Asahi, K.C. Lee, K. Watanabe, K. Aoki, M. Murakami, T. Tajiri, and Y. Iwasaka
  • 学会等名: AOGS, Hawaii, 20180605
  • 国際学会
• [図書] 黄砂をさぐる、山川修治ほか編「世界気候の事典」 (2021)
  • 著者名/発表者名: 甲斐憲次
  • 総ページ数: 420
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 沙漠化、山川修治ほか編「世界気候の事典」 (2021)
  • 著者名/発表者名: 甲斐憲次
  • 総ページ数: 420
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] Airborne Microorganisms in Antarctica: Transport, Survival and Establishment. In: Castro-Sowinski S. (eds) The Ecological Role of Micro-organisms in the Antarctic Environment (2019)
  • 著者名/発表者名: King-Miaow K., K. Lee, T. Maki, D. LaCap-Bugler, S.D.J. Archer
  • 総ページ数: 196
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 10.1007/978-3-030-02786-5_8
• [図書] The Long Range Transport of Bioaerosols over East Asia. In: K. Hayakawa, S. Nagao, Y. Inomata, M. Inoue, A. Matsuki Trans-Boundary Pollution in North-East Asia edited bｙ (2018)
  • 著者名/発表者名: Maki, T.
  • 総ページ数: 297
  • 出版者: NOVA science publishers, Inc.
  • ISBN: ISBN:978-1-53613-742-2
• [備考] International Collaborative Research on Asian Dust
  • URL: http://kailab.edu.ibaraki.ac.jp/kaken_abe/html/members.html