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2019 年度 実績報告書

海洋大気バイオエアロゾルの起源と氷晶核化:蛍光特性で探る生態系・物質・雲のリンク

研究課題

研究課題/領域番号 18H04143
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

金谷 有剛  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), センター長代理 (60344305)

研究分担者 伊藤 彰記  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(環境変動予測研究センター), 主任研究員 (00419144)
宮川 拓真  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 研究員 (30707568)
松本 和彦  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 技術研究員 (50359155)
竹谷 文一  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (50377785)
當房 豊  国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (60572766)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード海洋大気物質循環 / 気候変動 / 地球環境物質科学 / 有機エアロゾル / 起源
研究実績の概要

大気中の蛍光性バイオエアロゾルや氷晶核、海水・大気中のDNA染色蛍光性粒子や海洋生態系に由来する物質の分析手法の開発を継続した。海洋物質ではTEP, CSPを定量するとともに、溶存有機態のEPSについても分析手法を開発した。昨年度実施した予備航海や過去の航海で得られた試料分析やデータ解析を進めた。MR18-06Leg4航海(タヒチ~清水)では、熱帯域の海洋性気塊と北半球中緯度の陸域の影響を受けた気塊とで、オンライン機器で測定されたエアロゾル粒子の蛍光特性が異なることを見出し、サイズ別にも詳細な解析を行った。また、より信頼度の高いオフライン型染色蛍光法とサイズ範囲を合わせて比較し、オンライン機器での自家蛍光特性に基づくバイオエアロゾル判定法を評価した。同航海でのデータを用いて、TEP/CSPの生成に及ぼす栄養塩等の海洋条件を検討し、海水・大気中のバイオ粒子の増減との対応関係を解析した。海洋大気中の蛍光性バイオエアロゾル粒子と氷晶核生成能の関係性を解析し、既報での評価方法を吟味した。南大洋・北極海での過去の航海観測結果を用いて、有機エアロゾル量などについて大気化学輸送モデルの評価や改良を進めるとともに、氷晶核濃度推定や雲放射インパクトを評価するための方法を検討した。海洋地球研究船「みらい」の北極航海MR19-05Cにて、エアロゾルと氷晶核、海洋生態系因子、各種トレーサ―物質を総合的に計測し、解析を開始した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

分析手法については、海洋物質に関して当初予定以外の項目についても確立できた。昨年度および当該年度の航海で、熱帯から北極海にわたる広い範囲でサンプルやデータを取得することができた。また、サイズ区分を揃えた観測手法間の比較評価や、海洋物質・大気物質・氷晶核の間の相互関係の解析を進展させることができた。数値モデルにおいても有機エアロゾルや氷晶核の表現の改善について進展がみられた。以上のことから進捗状況は概ね良好と考えている。

今後の研究の推進方策

追加分析を除き、野外観測については当該年度までとし、総合的な観測データのとりまとめに移る。多角的な分析検討を通じ、現時点で最適な、海洋大気バイオ粒子発生量と氷晶核数に関する予測式を構築する。大気化学輸送モデルにおけるそれらの高度な表現を通じ、雲・放射特性や物質循環へのバイオ粒子の重要性評価を行う点を重点化する。引き続き、研究者間の意思疎通向上やデータ相互流通を推進する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Ozone and carbon monoxide observations over open oceans on R/V?Mirai from 67° S to 75° N during 2012 to 2017: testing global chemical reanalysis in terms of Arctic processes, low ozone levels at low latitudes, and pollution transport2019

    • 著者名/発表者名
      Kanaya Yugo、Miyazaki Kazuyuki、Taketani Fumikazu、Miyakawa Takuma、Takashima Hisahiro、Komazaki Yuichi、Pan Xiaole、Kato Saki、Sudo Kengo、Sekiya Takashi、Inoue Jun、Sato Kazutoshi、Oshima Kazuhiro
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 19 ページ: 7233~7254

    • DOI

      10.5194/acp-19-7233-2019

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 大気中蛍光性バイオエアロゾル粒子のオンライン計測2019

    • 著者名/発表者名
      金谷有剛、竹谷文一、宮川拓真
    • 雑誌名

      地球環境

      巻: 24 ページ: 53~61

    • 査読あり
  • [学会発表] Measurements of fluorescent aerosol particles over the North Pacific and the Indian Ocean2019

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kawana, Fumikazu Taketani, Takuma Miyakawa, Yugo Kanaya
    • 学会等名
      SOLAS Open Science Conference 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Comprehensive over-ocean atmospheric ozone measurements on R/V Mirai from 67°S to 75°N, during 2012-2017: Missing sink linked to Iodine chemistry in low latitudes2019

    • 著者名/発表者名
      Yugo Kanaya, Hisahiro Takashima, Saki Kato, Kazuyuki Miyazaki, Fumikazu Taketani, Takuma Miyakawa, Kengo Sudo
    • 学会等名
      SOLAS Open Science Conference 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋地球研究船「みらい」における南北両半球広緯度帯での外洋大気オゾン観測:西太平洋赤道域ではハロゲン化学が重要か?2019

    • 著者名/発表者名
      金谷 有剛, 宮崎 和幸, 竹谷 文一, 宮川 拓真, 高島 久洋, 駒崎 雄一, 潘 小楽, 加藤 咲, 須藤健悟
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] Investigation of Atmospheric Aerosol Particles and gases by R/V Mirai cruise over the Arctic Ocean on 20172019

    • 著者名/発表者名
      Fumikazu Taketani, S. Kato, T. Miyakawa, M. Takigawa, M. Yamaguchi, H. Takashima, Y. Kanaya
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
  • [学会発表] 北方圏の温暖化と森林火災:大気組成変動と地球表層システム変化2019

    • 著者名/発表者名
      Yugo Kanaya, Oleg Postylyakov, Alexander Borovsky, Anatoly Dzhola, Evgeny Grechko, Takuma Miyakawa, Petr Mordovskoi, Trofim Maximov, Fumikazu Taketani, Hideki Kobayashi, Yongwon Kim, Chunmao Zhu, Yutaka Tobo
    • 学会等名
      iLEAPS/IGAC-Japan 合同研究集会2019
  • [学会発表] 海洋地球研究船「みらい」での大気エアロゾル観測データを用いた大気化学輸送モデル「IMPACT」の評価2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤彰記, 宮川 拓真, 竹谷 文一, 金谷 有剛
    • 学会等名
      第60回大気環境学会年会
  • [学会発表] 分光学的手法を用いた観測によるアジア大気汚染の統合的理解の推進―日本気象学会堀内賞 受賞記念講演2019

    • 著者名/発表者名
      金谷有剛
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度秋季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋地球研究船「みらい」での大気観測データと大気化学輸送モデル「IMPACT」を用いた氷晶核の起源推定2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 彰記, 宮川 拓真, 竹谷 文一, 金谷 有剛, 當房 豊
    • 学会等名
      第24回大気化学討論会
  • [学会発表] Measurement of number concentrations of Bioaerosols in the Central Pacific and classification of fluorescent particles2019

    • 著者名/発表者名
      Kaori Kawana, Fumikazu Taketani, Kazuhiko Matsumoto, Takuma Miyakawa, Akinori Ito, Yutaka Tobo, Yugo Kanaya
    • 学会等名
      Workshop on Atmospheric deposition of aerosols and their effects on biogeochemical cycles and climate
    • 国際学会
  • [備考] 本科研費プロジェクト成果発信用webページ

    • URL

      https://ebcrpa.jamstec.go.jp/~yugo/mba/index.html

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公開日: 2021-01-27  

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