2019 年度研究成果報告書

気相・液相反応メカニズムに基づいた有機エアロゾルのモデル開発と物理化学特性解明

研究課題

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研究課題/領域番号	17K18345
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	環境モデリング・保全修復技術地球宇宙化学
研究機関	国立研究開発法人国立環境研究所
研究代表者	森野悠国立研究開発法人国立環境研究所, 地域環境研究センター, 主任研究員 (50462495)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	有機エアロゾル / 反応メカニズム / ダイマー / 粒子内拡散
研究成果の概要	本研究では、大気中における揮発性有機化合物からの酸化生成物を数値モデルで網羅的に計算することを目的に、気相反応の化学メカニズムに基づくOA(有機エアロゾル)モデルを構築するとともに、大気中の粒子相反応の役割を評価するために、ダイマーの生成分解反応や粒子内拡散を明示的に計算するOA速度論モデルを構築した。その結果、詳細反応を考慮した化学メカニズムに基づく数値モデルでは反応性気体の壁沈着速度の不確実性の範囲でOH反応性を再現しており、OH反応性の観点で酸化生成物を網羅すること、および乾燥条件でのOAの蒸発速度を再現する上で、ダイマーの生成分解や粒子内拡散を考慮する必要があることを明らかとした。
自由記述の分野	大気環境科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	第一に、詳細な化学反応メカニズムで計算される酸化生成物を考慮することで、実測からは網羅的に説明できていないOH反応性を網羅的に説明できることを明らかとした。大気中の有機化合物の組成を網羅的かつ定量的に測定することは困難であるが、本計算は、詳細化学反応メカニズムが大気反応に関わる有機化合物を網羅していることを示唆する結果である。第二に、OAの蒸発の実測データを基にダイマーの生成分解速度や粒子内拡散速度を定量的に推計した。この計算結果は、粒子相反応や拡散過程の重要性を示しており、本研究におけるパラメータ推計値は今後の大気OAモデリングの基礎データとして活用されることが期待される。