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2023 年度 実績報告書

エアロゾル粒子の表面形態が及ぼす氷晶形成への影響解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K19959
研究機関気象庁気象研究所

研究代表者

岩田 歩  気象庁気象研究所, 気象予報研究部, 研究官 (30827340)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード氷晶形成 / 表面積 / 野外観測 / エアロゾル・雲相互作用 / 粒子化学成分
研究実績の概要

本研究課題では実大気粒子の氷晶形成に対する粒子物理化学特性、とりわけ粒子表面積濃度との関連性を明らかにする。本年度は、昨年度までに測定した都市域(横浜市)と遠隔地(石川県珠洲市)の氷晶核濃度・熱耐性氷晶核濃度と粒子物理特性(特定の粒径粒子数濃度や表面積濃度)や化学成分(金属成分・水溶性イオン成分・炭素成分)の関係性について、捕集期間ごとの相関解析や因子解析を実施することで考察を進めた。さらに大西洋上空で捕集した粒子試料を用いて粒子氷核活性パラメータと個別粒径粒子種との関係性についても測定・解析を進めた。
都市域と遠隔地では、期間全体の-20℃以上で活性する氷晶核濃度の変動は、Alなどの鉱物粒子成分と密接に関連していることを示した。一方、特定の粒径以上の粒子数や表面積濃度、生物起源粒子と関連が示唆される降水量や相対湿度との関係性はどの活性温度域においても見られなかった。また大陸からの粒子輸送の影響が低下する期間には、鉱物粒子成分との関係性が弱まり、両地点ともに特に熱耐性氷晶核濃度においてPbやKイオンなどの燃焼起源粒子の指標となる要素との比較的強い相関関係が得られた。
大西洋上空で捕集した試料の-20℃以下の氷核活性パラメータは、個別粒子分析によって得られた鉱物粒子とその表面積濃度、室内実験によって得られたこれらの氷核活性の組み合わせとの近似的な関連性を示した。一方、-20℃以上の温度域では、鉱物粒子と物理特性からの予測との乖離が見られ、陸域起源と考えられる生物起源粒子などの他の粒子が氷晶核として働いている可能性を示唆した。
これらの結果から、大気中の氷晶核濃度は、単一の粒子物理特性や特定の粒子種や化学成分濃度だけで説明することは難しく、表面積および化学成分を組み合わせた要素による複雑な関係性によって説明される可能性を示している。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] CCN and INP abilities of aerosol particles measured during HIWC-2022 and CPEX-CV flight campaigns2024

    • 著者名/発表者名
      Narihiro Orikasa, Masataka Murakami, Ayumi Iwata, Atsushi Matsuki, Masayuki Toda, HIWC Science Team
    • 学会等名
      5th International Workshop on Cloud Turbulenc
    • 国際学会
  • [学会発表] HIWC-2022とCPEX-CVキャンペーンで直接観測された雲核・エアロゾルの特性2024

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏, 村上正隆, 岩田歩, 松木篤, 戸田雅之, 米国HIWCサイエンスチーム
    • 学会等名
      2023年度エアロゾル・雲・降水の相互作用に関する研究集会
  • [学会発表] エアロゾル雲相互作用に及ぼす越境汚染と国内排出の影響2024

    • 著者名/発表者名
      岩田歩, Samuel Gray MURRAY HORWITZ, 栗原一嘉, 松木篤, 奥田知明
    • 学会等名
      金沢大学環日本海域環境研究センター2023年度共同研究成果報告会
  • [学会発表] Aircraft observations of aerosols and clouds during High Ice Water Content (HIWC 2022) flight campaign : Preliminary results2023

    • 著者名/発表者名
      Narihiro Orikasa, Masataka Murakami, Ayumi Iwata, Atsushi Matsuki, Masayuki Toda, HIWC Science Team
    • 学会等名
      International Union of Geodesy and Geophysics 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] 高濃度氷晶雲プロジェクトでのエアロゾル・雲の航空機観測(その2)2023

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏, 村上正隆, 岩田歩, 松木篤, 戸田雅之, 米国HIWCサイエンスチーム
    • 学会等名
      日本気象学会2023年度春季大会
  • [学会発表] 高濃度氷晶雲の実態把握と検出法・予測法開発に関する基礎的研究 -航空機観測(Florida Campaign)初期解析結果-2023

    • 著者名/発表者名
      村上正隆, 折笠成宏, 岩田歩, 松木篤, Walter Strapp, Lyle Lilie, Thomas Ratvasky
    • 学会等名
      日本気象学会2023年度春季大会
  • [学会発表] 高濃度氷晶雲プロジェクトでのエアロゾル・雲の航空機観測:初期結果2023

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏, 村上正隆, 岩田歩, 松木篤, 戸田雅之, 米国HIWCサイエンスチーム
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
  • [学会発表] 大西洋上空で捕集されたエアロゾル粒子中の氷晶核粒子濃度と個別粒子分析2023

    • 著者名/発表者名
      岩田歩, 折笠成宏, 村上正隆, 戸田雅之, 松木篤
    • 学会等名
      第40回エアロゾル科学・技術研究討論会
  • [学会発表] 横浜、能登における氷晶核粒子濃度に対する粒子組成および熱感受性生物起源粒子の寄与2023

    • 著者名/発表者名
      岩田歩, Samuel Gray MURRAY HORWITZ, 栗原一嘉, 松木篤, 奥田知明
    • 学会等名
      第64回大気環境学会年会
  • [学会発表] 大西洋上空の氷晶核粒子濃度と個別粒子組成2023

    • 著者名/発表者名
      岩田歩, 折笠成宏, 村上正隆, 戸田雅之, 松木篤
    • 学会等名
      日本気象学会2023年度秋季大会
  • [学会発表] 高濃度氷晶雲プロジェクトでのエアロゾル・雲の航空機観測(その3)2023

    • 著者名/発表者名
      折笠成宏, 村上正隆, 岩田歩, 米国HIWCサイエンスチーム
    • 学会等名
      日本気象学会2023年度秋季大会
  • [学会発表] 大西洋上空における氷晶核活性粒子の個別分析2023

    • 著者名/発表者名
      戸田雅之, 岩田歩, 折笠成宏, 村上正隆, 松木篤
    • 学会等名
      第28回大気化学討論会

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公開日: 2024-12-25  

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