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2018 年度 実績報告書

生態系への窒素負荷評価のためのガス・粒子状反応性窒素の沈着メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H02933
研究機関東京農工大学

研究代表者

松田 和秀  東京農工大学, 農学部, 教授 (50409520)

研究分担者 反町 篤行  福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (60466050)
堅田 元喜  茨城大学, 地球変動適応科学研究機関, 講師 (00391251)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード環境質定量化 / 反応性窒素 / 大気沈着 / 乾性沈着 / エアロゾル
研究実績の概要

東京郊外に位置するFM多摩丘陵(コアサイト)の落葉広葉樹林において、反応性窒素成分のフラックスおよびエアロゾル個数濃度の鉛直プロファイル観測を実施した。H31年度は新たにデニューダ・緩和渦集積測定システムによるアンモニアフラックスの観測を実施した。前年度の北海道天塩研究林での観測結果と同様に、FM多摩丘陵でもアンモニアの沈着・放出双方向フラックスが検出され、日中キャノピー乾燥時に放出、夜間沈着という傾向が見られた。欧米で開発されているアンモニア双方向抵抗モデルをFM多摩丘陵および天塩に適用したところ、モデルは、放出・沈着の傾向や放出ポテンシャルのレベルを定性的には説明できるものの、定量的な再現には至らず、アジアへの適応に課題があることが示唆された。
新たな比較サイトとして、タイ国サケラートの熱帯林において、フィルターパック法による粒子成分の濃度勾配を観測した。研究代表者らが現地を訪問して観測システムを構築した後、2018年10月~12月の間、タイ科学技術研究所の研究協力者による観測が実施された。その結果、熱帯林においても、PM2.5硫酸塩に比べてPM2.5硝酸塩の沈着率が大きい傾向が検出され、東京郊外および天塩と同様な現象が確認された。よって、半揮発性の硝酸アンモニウム粒子が沈着面近傍で硝酸ガスにガス化して効率よく沈着するという現象は、気候帯や汚染度に関わらずアジアの広範囲で起こっていることが示唆された。この現象をモデル化するために、大気-植生-土壌多層モデルに熱力学平衡モデルとトリプルモーメント・モーダル法を導入し、反応性窒素の揮発(凝縮)量とエアロゾルの対数正規分布のパラメータの移流拡散・沈着・揮発(凝縮)に伴う変化を予測可能にした。当該モデルをFM多摩丘陵サイトに適用し、森林内部における反応性窒素の質量濃度の大小関係やエアロゾルの鉛直プロファイルを再現することができた。

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。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] タイ科学技術研究所(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      タイ科学技術研究所
  • [雑誌論文] 牛舎からのアンモニア揮散が近傍のヒノキ樹木への窒素沈着に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      久保田智大、堅田元喜、福島慶太郎、黒田久雄
    • 雑誌名

      大気環境学会誌

      巻: 54 ページ: 43-54

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Bi-directional air-surface exchange of ammonia on forests in Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Kauhide Matsuda
    • 学会等名
      Annual Meeting of Association of Atmospheric Environment, Chinese Society for Environmental Sciences
    • 招待講演
  • [学会発表] Dry deposition of PM2.5 nitrate in a cool-temperate forest in northern Japan by vertical profile measurements2018

    • 著者名/発表者名
      Akiyoshi Nakahara, Mao Xu, Keita Suzuki, Taiichi Sakamoto, Kentaro Takagi, Atsuyuki Sorimachi, Genki Katata, Kazuhide Matsuda
    • 学会等名
      15th IGAC Science Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Bi-directional air-surface exchange of ammonia in a cool-temperate forest in northern Japan.2018

    • 著者名/発表者名
      Keita Suzuki, Akiyoshi Nakahara, Kentaro Takagi, Atsuyuki Sorimachi, Genki Katata, Kazuhide Matsuda
    • 学会等名
      15th IGAC Science Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Deposition velocity of nitric acid above a forest in suburban Tokyo using relaxed eddy accumulation.2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kasahara, Kazuhide Matsuda
    • 学会等名
      15th IGAC Science Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of volatile property of ammonium nitrate on filter using denuder filter pack system.2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Inoue, Kazuhide Matsuda
    • 学会等名
      15th IGAC Science Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Regional monitoring network in atmospheric ammonia concentration in Kasumigaura-basin in Ibaraki2018

    • 著者名/発表者名
      Genki Katata, Tomohito Kubota, Hisao Kuroda, Keitaro Fukushima, Ryoji Nakazato, Syunichi Matsumoto, Keita Nakagawa, Yasuko Kitami, Tetsuro Kikuchi, Mirai Watanabe, Naohiro Imamura
    • 学会等名
      17th World Lake Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 双方向抵抗モデルを用いた冷温帯林における大気ー森林間のアンモニアの動態解析2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木景太、中原聡仁、高木健太郎、反町篤行、堅田元喜、松田和秀
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
  • [学会発表] 森林における硫酸アンモニウム粒子の乾性沈着における下層植生の役割2018

    • 著者名/発表者名
      中原聡仁、樋口隆久、高木健太郎、松田和秀
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
  • [学会発表] 緩和渦集積法による観測と抵抗モデルとの比較による東京郊外の森林における硝酸ガスの沈着速度評価2018

    • 著者名/発表者名
      笠原健太、松田和秀、高橋章
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
  • [学会発表] デニューダ・フィルターパック法を用いたフィルター上での硝酸アンモニウム粒子の揮発特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      井上椋太、伊藤真利亜、伴聡美、松田和秀
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
  • [学会発表] 鉛直プロファイル観測による冷温帯林における硝酸アンモニウム粒子の乾性沈着2018

    • 著者名/発表者名
      中原聡仁、鈴木景太、高木健太郎、反町篤行、堅田元喜、松田和秀
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
  • [学会発表] 東アジア地域スケールにおける硫黄および窒素の大気沈着量評価ーInferential法に基づく乾性沈着量推計ー2018

    • 著者名/発表者名
      伴聡美、松田和秀、佐藤啓市、大泉毅
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
  • [学会発表] 乾性沈着抵抗モデルの更新とアンモニア双方向フラックスへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      松田和秀、鈴木景太、笠原健太
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
  • [学会発表] 冷温帯林における大 気エアロゾル粒子の鉛直プロファイル観測2018

    • 著者名/発表者名
      反町篤行、松田和秀、高木健太郎、堅田元喜、和田龍一
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
  • [学会発表] 畜産由来のアンモニアの局所大気拡散の解析と窒素負荷の定量化2018

    • 著者名/発表者名
      久保田智大、堅田元喜、福島慶太郎、黒田久雄
    • 学会等名
      第59回大気環境学会年会
  • [備考] 大気沈着研究会

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~drydep/kenkyukai.html

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公開日: 2019-12-27  

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