北極におけるエアロゾルの動態と気候影響

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H00638
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 近藤 豊 国立極地研究所, 北極観測センター, 特任教授 (20110752)
• 研究分担者: 小池 真 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (00225343) ; 松井 仁志 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (50549508) ; 森 樹大 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (60801181) ; 大畑 祥 名古屋大学, 高等研究院(宇宙), 助教 (70796250) ; 東 久美子 国立極地研究所, 先端研究推進系, 教授 (80202620)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 環境変動 / 気候変動 / 極地 / 地球変動予測

研究実績の概要

COSMOSによるBC濃度（MBC）測定精度の長期安定性の評価を行った。2018年1月から2023年10月の約6年間カナダのアラートで観測に使用したCOSMOSを日本に戻し、COSMOSの標準器と比較し、その長期安定性を評価した。その結果6年間使用後のCOSMOSのMBCは約4%の範囲で安定していたことが判明した。またパラスでは2019-2020年の1年間、COSMOSとSP2によるMBCの同時観測データを行ったので、このデータを解析した。この期間、COSMOSとSP2は極めて良く相関し、その絶対値も約10%で一致した。このように北極の2か所でCOSMOSによるMBCの測定が長期的に安定していたことが初めて実証された。
バロー（アラスカ）、ニーオルスン（ノルウェー）、アラート（カナダ）、パラス（フィンランド）でAethalometer による光吸収係数babsとCOSMOSによるBC濃度の相関から光吸収断面積MAC を高精度で導出した。時間・空間平均すると、波長590 nm でのMACは11.8±1.3 m2 g-1であることがわかった。パラスでは2021-2022年の1年間における音響光学法によるbabsとCOSMOSによるBC濃度の相関から光吸収断面積MAC を高精度で導出した。このMACはAethalometer のMACの年平均値に近いことが判明した。
得られたMACを用いれば、各場所でCOSMOSの観測がない期間でもbabsからMBCを15-20%の精度で推定することが可能となる。これはMBCの長期的な変動を調べるための重要な結果である。一方、中緯度でのMACの値は先行研究で報告されている。北極および中緯度におけるMACも比較した。MACの緯度変化は大きくないことが初めて示された。
これらの結果を論文としてまとめ、国際誌に出版した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] アメリカ海洋大気庁(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: アメリカ海洋大気庁
• [国際共同研究] カナダ環境・気候変動省(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: カナダ環境・気候変動省
• [国際共同研究] ノルウェー極地研究所(ノルウェー)
  • 国名: ノルウェー
  • 外国機関名: ノルウェー極地研究所
• [国際共同研究] フィンランド気象研究所(フィンランド)
  • 国名: フィンランド
  • 外国機関名: フィンランド気象研究所
• [国際共同研究] ストックホルム大学(スウェーデン)
  • 国名: スウェーデン
  • 外国機関名: ストックホルム大学
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 2
• [雑誌論文] Mass absorption cross section of black carbon for Aethalometer in the Arctic (2024)
  • 著者名/発表者名: Singh Mohit、Kondo Yutaka、Ohata Sho、Mori Tatsuhiro、Oshima Naga、Hyvarinen Antti、Backman John、Asmi Eija、Servomaa Henri、Schnaiter Franz Martin、Andrews Elisabeth、Sharma Sangeeta、Eleftheriadis Kostas、Vratolis Stergios、Zhao Yongjing、Koike Makoto、Moteki Nobuhiro、Sinha P. R.
  • 雑誌名: Aerosol Science and Technology 巻: 58 ページ: 536～553
  • DOI: 10.1080/02786826.2024.2316173
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Observationally constrained analysis of sulfur cycle in the marine atmosphere with NASA ATom measurements and AeroCom model simulations (2024)
  • 著者名/発表者名: Bian Huisheng、Chin Mian、Colarco Peter R.、Apel Eric C.、Blake Donald R.、Froyd Karl、Hornbrook Rebecca S.、Jimenez Jose、Jost Pedro Campuzano、Lawler Michael、Liu Mingxu、Lund Marianne Tronstad、Matsui Hitoshi、Et al.
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 24 ページ: 1717～1741
  • DOI: 10.5194/acp-24-1717-2024
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Responses of Simulated Arctic Mixed-Phase Clouds to Parameterized Ice Particle Shape (2024)
  • 著者名/発表者名: Ong Chia Rui、Koike Makoto、Hashino Tempei、Miura Hiroaki
  • 雑誌名: Journal of the Atmospheric Sciences 巻: 81 ページ: 125～152
  • DOI: 10.1175/JAS-D-23-0015.1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The four-wavelength Photoacoustic Aerosol Absorption Spectrometer PAAS-4λ (2023)
  • 著者名/発表者名: Schnaiter Franz Martin、Linke Claudia、Asmi Eija、Servomaa Henri、Hyvarinen Antti-Pekka、Ohata Sho、Kondo Yutaka、Jarvinen Emma
  • 雑誌名: Atmospheric Measurement Techniques 巻: 16 ページ: 2753～2769
  • DOI: 10.5194/amt-16-2753-2023
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Physical and chemical properties of PM1 in Delhi: A comparison between clean and polluted days (2023)
  • 著者名/発表者名: Malik Arpit、Aggarwal Shankar G.、Kunwar Bhagawati、Deshmukh Dhananjay Kumar、Shukla Kritika、Agarwal Rishu、Singh Khem、Soni Daya、Sinha Puna Ram、Ohata Sho、Mori Tatsuhiro、Koike Makoto、Kawamura Kimitaka、Kondo Yutaka
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 892 ページ: 164266～164266
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.164266
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dominant Role of Arctic Dust With High Ice Nucleating Ability in the Arctic Lower Troposphere (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawai Kei、Matsui Hitoshi、Tobo Yutaka
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 50 ページ: e2022GL102470
  • DOI: 10.1029/2022GL102470
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Emissions Model Intercomparison Project (Emissions-MIP): quantifying model sensitivity to emission characteristics (2023)
  • 著者名/発表者名: Ahsan Hamza、Wang Hailong、Wu Jingbo、Wu Mingxuan、Smith Steven J.、Bauer Susanne、Suchyta Harrison、Olivie Dirk、Myhre Gunnar、Matsui Hitoshi、Bian Huisheng、Lamarque J.-F.、Carslaw Ken、Horowitz Larry、Regayre Leighton、Chin Mian、Schulz Michael、Skeie Ragnhild Bieltvedt、Takemura Toshihiko、Naik Vaishali
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 23 ページ: 14779～14799
  • DOI: 10.5194/acp-23-14779-2023
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Morphological features and water solubility of iron in aged fine aerosol particles over the Indian Ocean (2023)
  • 著者名/発表者名: Ueda Sayako、Iwamoto Yoko、Taketani Fumikazu、Liu Mingxu、Matsui Hitoshi
  • 雑誌名: Atmospheric Chemistry and Physics 巻: 23 ページ: 10117～10135
  • DOI: 10.5194/acp-23-10117-2023
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation of a method to quantify the number concentrations of submicron water-insoluble aerosol particles based on filter sampling and complex forward-scattering amplitude measurements (2023)
  • 著者名/発表者名: Ohata Sho、Moteki Nobuhiro、Kawanago Hikaru、Tobo Yutaka、Adachi Kouji、Mochida Michihiro
  • 雑誌名: Aerosol Science and Technology 巻: 57 ページ: 1013～1030
  • DOI: 10.1080/02786826.2023.2223387
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Composition and mixing state of individual aerosol particles from northeast Greenland and Svalbard in the Arctic during spring 2018 (2023)
  • 著者名/発表者名: Adachi Kouji、Tobo Yutaka、Oshima Naga、Yoshida Atsushi、Ohata Sho、Krejci Radovan、Massling Andreas、Skov Henrik、Koike Makoto
  • 雑誌名: Atmospheric Environment 巻: 314 ページ: 120083～120083
  • DOI: 10.1016/j.atmosenv.2023.120083
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Black carbon scavenging by low-level Arctic clouds (2023)
  • 著者名/発表者名: Zieger Paul、Heslin-Rees Dominic、Karlsson Linn、Koike Makoto、Modini Robin、Krejci Radovan
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 14 ページ: 5488
  • DOI: 10.1038/s41467-023-41221-w
• [学会発表] Applying the Complex Amplitude Sensor to Determine Size Distribution of the Suspended Particulate Matter in the Surface Ocean (2024)
  • 著者名/発表者名: Yoshida,A., Tobo,Y., Adachi,K., Moteki,N., Kawai Y. and Koike,M.
  • 学会等名: Ocean Sciences Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] The Four-Wavelength Photoacoustic Aerosol Absorption Spectrometer PAAS-4λ (2023)
  • 著者名/発表者名: Schnaiter, F.M., Servomaa, H., Asmi, E., Ohata, S., Kondo, Y., Hyvarinen, A.-P. and Jarvinen,E.
  • 学会等名: EGU Meeting, Viena, April 24, 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Improved estimation of black carbon emissions from East Asia in the context of long-range transport to the Arctic (2023)
  • 著者名/発表者名: Kanaya, Y., Yamaji,K., Kinase, T., Miyakawa, T., Taketani, F., Zhu, C., Choi, Y., Sekiya,T., Ikeda, K., Tanimoto, H., Yamada, D., Narira, D.,Kondo, Y. ,Klimont, Z., Kim, Y.-W., Takigawa, M.
  • 学会等名: PACES Open Science Meeting, 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Transport and deposition of Arctic black carbon (2023)
  • 著者名/発表者名: Kondo,Y., Matsui,H., Mori, T., Ohata,S., Moteki,N., Oshima,N., G. Azuma,K. and Koike,M.
  • 学会等名: PACES Open Science Meeting, 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Arctic aerosol project funded by the MOE of Japan (2023-2026) (2023)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y.
  • 学会等名: AMAP Science Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] MAC of BC for Aethalometer in the Arctic (2023)
  • 著者名/発表者名: Kondo,Y., Singh,M. and Sinha,P. R.
  • 学会等名: ABC iCAP Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Assessing the influence of black carbon aerosols on arctic climate using advanced in-situ measurement techniques (2023)
  • 著者名/発表者名: Schnaiter,F.M., Jarvinen,E., Servomaa,H., Asmi,E., Hyvarinen,A.-P., Kouznetsov,R., Sofiev,M., Ohata,S., Mori,T. and Kondo,Y.
  • 学会等名: European Aerosol Conference, Malaga, Spain, September 2-8, 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Annual cycle of aerosols capable of ice nucleation and its relationship with the climate system and terrestrial ecosystems in Svalbard (2023)
  • 著者名/発表者名: Tobo,Y., Adachi,k., Matsui,H., Kawai,K., Ohata,S., Kondo,Y., Hermansen O., Inoue,J., Uchida M. and Koike,M.
  • 学会等名: Svalbard Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Mass absorption cross-sections of black carbon for Aethalometer measurements at four sites in the Arctic (2023)
  • 著者名/発表者名: Singh,M., Kondo,Y., Ohata,S., Mori,T., Koike,M., Oshima,N., Andrews,E., Hyvarinen,A ., Backman,J., Servomaa,H., Sharma,S., Veber,D., Eleftheriadis,K., Vratolis,S., Moteki,N. and Sinha,P.R.
  • 学会等名: Indian Aerosol Science and Technology Association National Conference, Mumbai, December 12, 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Distinctive changes in natural aerosols capable of ice nucleation likely linked to the climate and ecosystems in Svalbard (2023)
  • 著者名/発表者名: Tobo,Y., Adachi,K., Matsui,H., Kawai,K., Ohata,S., Kondo,Y., Hermansen,O., Inoue,J., Uchida,M. and Koike,M.
  • 学会等名: AGU fall meeting, December 12, 2023, San Francisco, CA, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Quantifying the role of microphysical properties and processes on the global distribution and radiative effects of black carbon (2023)
  • 著者名/発表者名: Matsui, H.
  • 学会等名: AGU Annual Meeting 2023
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] グリーンランド北東部における産業革命以後のブラックカーボンと硫酸塩エアロゾルの経年変動 －アイスコア連続融解分析装置 （CFA）によるEGRIP浅層アイスコアの 高時間分解能分析－ (2023)
  • 著者名/発表者名: 東久美子, 福田かおり, 平林幹啓, 尾形純, 小室悠紀, 中澤文男, 大藪幾美, 北村享太郎, 藤田秀二, 茂木信宏, 森樹大, 大畑祥, 近藤豊, 小池真, 栗田直幸, 塚川佳美, 川村賢二, Rasmussen,S.O., Sinnl,G., Pop,T. J., Dahl- Jensen,D.
  • 学会等名: 雪氷研究大会2023
• [学会発表] Black carbon deposition in Northeast Greenland over the past 350 years (2023)
  • 著者名/発表者名: Goto-Azuma,K., Fukuda,K., Ogata,J., Komuro,Y., Hirabayashi,M., Nakazawa,F., Oyabu,I., Kitamura, K. Moteki,N., Mori,T., Ohata,S., Kondo,Y., Koike,M., Oshima,N., Yonekura,A., Ogawa-Tsukagawa,Y., Kawamura,K., Aoki,T., Kurita,N., Rasmussen,S.O., Sinnl,G., Pop,T. J., Dahl-Jensen,D.
  • 学会等名: The 14th Symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] グリーンランド氷床北東部および北西部における過去100年間の鉱物組成変動の比較 (2023)
  • 著者名/発表者名: 永塚尚子, 東久美子, 藤田耕史, 小室悠紀, 平林幹啓, 尾形純, 福田かおり, 北 村享太郎, 中澤文男, 大沼友貴彦, 栗田直幸, Rasmussen,S.O., Sinnl,G., Pop,T.J.,Dahl-Jensen,D.
  • 学会等名: 雪氷研究大会2023
• [学会発表] グリーンランドアイスコアから復元する過去100年の鉱物ダスト起源変動と空間分布 (2023)
  • 著者名/発表者名: 永塚尚子, 東久美子, 對馬あかね, 藤田耕史, 的場澄人, 大沼友貴彦, 小室悠紀, 平林幹啓, 尾形純, 塚川佳美, 北村享太郎, 青木輝夫, Pop, T.J., Dahl-Jensen, D.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2023年大会
• [学会発表] Regional variations in mineralogy of dust in ice cores obtained from northeastern and northwestern Greenland over the past 100 years (2023)
  • 著者名/発表者名: Nagatsuka,N.,Goto-Azuma,K.,Fujita,K.,Komuro,Y., Hirabayashi,M.,Ogata,J.,Fukuda,K.,Ogawa-Tsukagawa,Y., Kitamura,K,Yonekura,A.,Nakazawa,F.,Onuma,Y.,Kurita,N., Rasmussen,S.O.,Sinnl,G.,Pop,T.J.,Dahl-Jensen,D.
  • 学会等名: 第14回極域科学シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] 夏季の西部北太平洋上空における鉱物ダストの粒径別数濃度の航空機観測 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大畑祥, 茂木信宏, 當房豊, 足立光司, 松井仁志, 北和之, 森樹大, 吉田淳, 小池真
  • 学会等名: 大気化学討論会
• [学会発表] グリーンランド南東部アイスコアの黒色炭素濃度測定 (2023)
  • 著者名/発表者名: 上田紗也子, 大畑祥, 飯塚芳徳, 的場澄人, 関宰, 松井仁志、近藤豊、小池真
  • 学会等名: 大気化学討論会
• [学会発表] Temperature dependence of precipitating ice particle number concentrations of Arctic mixed-phase clouds observed by continuous ground-based measurements (2023)
  • 著者名/発表者名: Koike,M., Saito,T., Tobo,Y., Ebell,K., Moteki,N., Ohata,S., Mori,T., Yoshida,A., Adachi,K., Baumgardner,D., Ong,C.R. and Hashino,T.
  • 学会等名: The 28th IUGG, Berlin
  • 国際学会
• [学会発表] Long-term observations of black carbon scavenging in low-level Arctic clouds (2023)
  • 著者名/発表者名: Zieger,P., Heslin-Rees,D., Karlsson,L., Koike,M., Modini,R.and Krejci,R.
  • 学会等名: The 28th IUGG, Berlin
  • 国際学会
• [学会発表] 2022年夏の北海道東方沖での航空機観測の概要 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小池真, 茂木信宏, 大畑祥, 當房豊, 北和之, 足立光司, 持田陸宏, 森樹大
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2023年大会
• [学会発表] 未来の学術振興構想への提案「有人・無人航空機による気候・地球システム科学研究の推進」について (2023)
  • 著者名/発表者名: 高橋暢宏, 小池真
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2023年大会
• [学会発表] 夏季北海道東方沖での航空機観測で推定された低層雲内でのBC湿性沈着割合 (2023)
  • 著者名/発表者名: 栗原佳宏, 北和之, 南尾健太, 茂木信宏, 森樹大, 斎藤天眞, 近江泰吉郎, 小池真
  • 学会等名: 地球惑星科学連合2023年大会
• [図書] 雲の物理とエアロゾル (2024)
  • 著者名/発表者名: 近藤豊、小池真
  • 総ページ数: 480
  • 出版者: 東京大学出版会
  • ISBN: 9784130627313
• [図書] 北極域の研究―その現状と将来構想分担執筆担当範囲：エアロゾル（大分類1自然科学,中分類1-1大気（対流圏・成層圏）,小分類1-1-3物質循環） (2024)
  • 著者名/発表者名: 當房豊,大畑祥,松井仁志, 北極環境研究コンソーシアム長期構想編集委員会 編
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 海文堂出版
• [備考]
  • URL: https://yutaka-kondo.sakura.ne.jp/
• [備考]
  • URL: https://researchmap.jp/ykondo
• [備考]
  • URL: https://has.env.nagoya-u.ac.jp/~matsui/