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2020 年度 実績報告書

太平洋域に供給される生物に利用可能な鉄の起源:人為起源鉄の影響解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H04329
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

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)

研究分担者 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), 副主任研究員 (30707568)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード地球環境変化 / 鉱物ダスト / 森林火災
研究実績の概要

近年、異常気象により引き起こされた大規模森林火災に関心が集まっている。本研究では、オーストラリア沿岸地域における大気エアロゾル観測結果に基づいて、エアロゾル鉄溶解率の評価を行った。その際、全球エアロゾル化学輸送モデルへ逆推定モデルを適用することで、大気中の鉄濃度を観測データとよく一致するように鉱物起源鉄発生量を推定した。その結果、オーストラリア付近での観測期間・地域において,逆推定モデル結果は鉱物起源と比較して、植生燃焼が主要な溶存鉄発生源となることを示唆した。このことは、従来の予測値よりも逆推定モデルでは鉄溶解率の高い燃焼起源鉄の溶存鉄濃度への寄与率が高いことを意味する。また、植生燃焼起源は微小粒子が、鉱物起源は粗大粒子が主な溶存鉄の供給粒径として推定された。しかし、南大洋においてモデルは溶存鉄濃度を過小評価した。そのことからモデルで考慮されていない発生源や発生過程が存在すると考えられた。特に、南大洋域では、観測データ数としては少ないながらも、モデルでは再現できないほど、エアロゾル中で高い溶存鉄濃度を示す観測データが得られている。一方、中国における観測結果から、霧の気象条件下でモデルが鉄溶解率の観測結果を過小評価することが判明した。そのため、様々な気象条件下での海洋大気における溶存鉄の動態に関する理解を深める必要がある。
観測に関しては、標準試料を用いて、微量金属および水溶性鉄濃度を測定した。高時間分解能で、粒径分割された条件でエアロゾルを捕集できるように大気取り込み口を改良した。

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

新型コロナウイルス感染症による影響で、分級インレット特注製作仕様検討に不可欠な業者との調査・議論が繰越事業となり、発注と試験は時期が遅れて完了した。そのため、その後の大気試料を測定する時期が当初予定より遅れた。

今後の研究の推進方策

多元素エアロゾル輸送モデルを開発し、鉄溶出手法を高度化する。神奈川県横須賀市を中心に、自然起源・燃焼起源エアロゾルを対象として観測装置を設置し、蛍光X線分析により多元素を高時間分解能で測定する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] University of Tasmania(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      University of Tasmania
  • [国際共同研究] Ocean University of China(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Ocean University of China
  • [国際共同研究] University of East Anglia(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of East Anglia
  • [雑誌論文] High Production of Soluble Iron Promoted by Aerosol Acidification in Fog2020

    • 著者名/発表者名
      Shi Jinhui、Guan Yang、Ito Akinori、Gao Huiwang、Yao Xiaohong、Baker Alex R.、Zhang Daizhou
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 47 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2019GL086124

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of aerosol iron solubility over Australian coastal regions based on inverse modeling: implications of bushfires on bioaccessible iron concentrations in the Southern Hemisphere2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Akinori、Perron Morgane M. G.、Proemse Bernadette C.、Strzelec Michal、Gault-Ringold Melanie、Boyd Philip W.、Bowie Andrew R.
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 7 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1186/s40645-020-00357-9

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] オーストラリア起源の鉱物ダスト発生量の過大評価がエアロゾル水溶性鉄濃度に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 彰記
    • 学会等名
      JpGU-AGU2020
    • 国際学会
  • [学会発表] オーストラリア沿岸地域における海洋地球研究船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2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 彰記
    • 学会等名
      第61回大気環境学会年会
  • [学会発表] 燃焼起源エアロゾル鉄による海洋施肥2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 彰記
    • 学会等名
      2020年度日本地球化学会年会
  • [学会発表] Coarse dust aerosol radiative effect in the IMPACT model2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 彰記
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2020
    • 国際学会
  • [学会発表] IMPACTモデルでの粗大ダストエアロゾル放射効果2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 彰記
    • 学会等名
      第25回大気化学討論会
  • [学会発表] High-temporal-resolution elemental characterization of fine-mode aerosols in springtime Asian outflow: Emission and removal characteristics, and comparison with model simulation2020

    • 著者名/発表者名
      宮川 拓真
    • 学会等名
      JpGU-AGU2020
    • 国際学会
  • [学会発表] 福江島における微小エアロゾル元素組成・ブラックカーボンの高時間分解観測:モデルによる人為起源鉄排出量の過小評価に関する知見2020

    • 著者名/発表者名
      宮川 拓真
    • 学会等名
      第25回大気化学討論会

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公開日: 2022-12-28  

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