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2020 年度 実績報告書

北極広域に沈着した光吸収性粒子の測定手法の開発とその空間分布の観測的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K20441
研究機関東京理科大学

研究代表者

森 樹大  東京理科大学, 理学部第一部物理学科, 助教 (60801181)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード北極圏 / 黒色炭素粒子 / 黒色酸化鉄粒子 / レーザー誘起白熱法 / 積雪中質量・数濃度 / 粒径 / 北極広域分布 / 沈着量
研究実績の概要

本課題では, 世界初の水中に浮遊する光吸収性粒子の粒子種ごとの粒径別数・質量濃度の測定手法を確立し, 光吸収性粒子の粒子種ごとの質量濃度や沈着量, 粒径の北極広域分布を明らかにする. 本研究では, 光吸収性粒子の中でも特に, 黒色炭素粒子(BC)と黒色酸化鉄粒子(FeOx)に着目する.
本年度は, 昨年度に確立した測定法を用いて積雪試料の分析の継続とデータの解釈, さらにFeOx質量濃度の測定精度と再現性を評価した. FeOx質量・数濃度の不確かさはそれぞれ30%, 40%程度であった. 次に, 水中におけるFeOx粒子の数・質量濃度分布の再現性を調べるため, 積雪試料の融解日と融解10カ月後にFeOx濃度分布を測定した. 数・質量濃度は10%以内で一致し, FeOx粒子が水中で長期間安定であることを実験的に確かめた.北極広域に沈着したFeOx質量濃度は 0-3μg/Lの範囲であり, BCと同程度である一方, FeOx数濃度はBCに比べ100-1000倍も低かった. BCとFeOx質量濃度はアラスカ, ニーオルスン, 北シベリアで似た挙動を示し, 人為起源の影響を示唆する一方, グリーンランドでは異なる挙動を示し, 自然起源(鉱物ダストなど)の影響を受けた可能性を示唆した.
本研究課題で得た「積雪中BCとFeOx粒子の質量濃度の北極広域分布」の観測値は, 数値モデルの検証に有効であり, 雪面反射率や雪面融解度合いの予測値の信頼性を大幅に向上することが期待される. 本研究成果の科学的な重要度は極めて高く, 次回の北極協議会の作業部会の報告書にも重要な研究成果として取り上げられる見込みである.
本研究に関する成果は, 査読付き雑誌(国際誌2, 国内誌2), 複数の学会で報告(見込みも含む)した(国内:口頭3, 国際:ポスター3, 口頭2).

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Studies on Arctic aerosols and clouds during the ArCS project2021

    • 著者名/発表者名
      Koike M.、Goto-Azuma K.、Kondo Y.、Matsui H.、Mori T.、Moteki N.、Ohata S.、Okamoto H.、Oshima N.、Sato K.、Takano T.、Tobo Y.、Ukita J.、Yoshida A.
    • 雑誌名

      Polar Science

      巻: 27 ページ: 100621~100621

    • DOI

      10.1016/j.polar.2020.100621

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 積雪中のブラックカーボンの北極広域分布2021

    • 著者名/発表者名
      森樹大
    • 雑誌名

      大気化学研究

      巻: 44 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seasonal Variation of Wet Deposition of Black Carbon in Arctic Alaska2020

    • 著者名/発表者名
      Mori T.、Kondo Y.、Ohata S.、Zhao Y.、Sinha P. R.、Oshima N.、Matsui H.、Moteki N.、Koike M.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 125 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2019JD032240

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Abundances and Microphysical Properties of Light‐Absorbing Iron Oxide and Black Carbon Aerosols Over East Asia and the Arctic2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Atsushi、Moteki Nobuhiro、Ohata Sho、Mori Tatsuhiro、Koike Makoto、Kondo Yutaka、Matsui Hitoshi、Oshima Naga、Takami Akinori、Kita Kazuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      巻: 125 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2019JD032301

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2019年度 エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究会 報告2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤陽祐, 當房 豊, 山下克也, 荒木健太郎, 岩崎杉紀, 三隅良平, 大竹秀明, 茂木信宏, 齋藤 泉, 川合秀明, 中島 孝, 中野 諭, 森 樹大, 橋本明弘, 郭威鎮, 勝山祐太, 瀬戸里枝, 古藤慎之, 山田怜史, 折笠成宏, 田尻拓也, 遠藤幸生, 近藤 誠, 大畑 祥, 松嶋俊樹
    • 雑誌名

      天気

      巻: 67 ページ: 665-671

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Wet Deposition of Black Carbon at Ny-Alesund, Svalbard2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Mori
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2021
  • [学会発表] A biomass burning record over the past 350 years in an ice core from Northwest Greenland2021

    • 著者名/発表者名
      東久美子
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2021
  • [学会発表] Seasonal Variations of Wet Deposition of Black Carbon at Ny-Alesund in Svalbard and at Barrow in Alaska2021

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Mori
    • 学会等名
      PACES 4th Open Science Meeting (IGAC 2021)
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal Variation of Wet Deposition of black Carbon at Ny-Alesund, Svalbard2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Mori
    • 学会等名
      The Ninth Symposium on Polar Science 13th
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal Variation of Wet Deposition of Black Carbon at Ny-Alesund in Svalbard and Barrow in Alaska2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Mori
    • 学会等名
      Joint International Symposium: Challenging the Research Development and Collaboration Through Online Discussion
    • 国際学会
  • [学会発表] Black Carbon and Inorganic Aerosols in Arctic Snowpack2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Mori
    • 学会等名
      Sixth International Symposium on Arctic Research (ISAR-6)
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal Variation of Wet Deposition of Black Carbon in Arctic Alaska2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuhiro Mori
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] ニーオルスンに沈着した黒色炭素粒子濃度の季節変化2020

    • 著者名/発表者名
      森樹大
    • 学会等名
      第37回エアロゾル科学・技術討論会
  • [学会発表] BarrowにおけるBC粒子の湿性沈着に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      森樹大
    • 学会等名
      2019年度エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究会
  • [学会発表] Changes in concentrations and size distributions of black carbon in Northwest Greenland over the past 350 years2020

    • 著者名/発表者名
      東久美子
    • 学会等名
      Sixth International Symposium on Arctic Research (ISAR-6)
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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