西日本に飛来する黄砂粒子の変質程度と人為起源物質との関係―日本と中国における個々粒子の比較―

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14048219
• Research Institution: Prefectural University of Kumamoto
• Principal Investigator: 張 代洲 熊本県立大学, 環境共生学部, 助教授 (90322726)
• Keywords: 大気現象 / 環境分析 / 浮遊粒子状物質 / 黄砂 / 変質

Research Abstract

観測と分析により,大量のデータが得られたが,ここにとりまとめた重要な成果のみ記述する。
中国青島市における観測結果その:(1)青島市において採集された黄砂粒子中に約9割の粒子が変質されず,黄砂粒子の元の様子を保つままで大陸から離れることが見出された。(2)僅か数パーセントの黄砂粒子は海塩成分を含んでいる。ナトリウム,硫黄及び塩素がある程度の黄砂粒子中から検出されたが,これらの成分が現れた原因は黄砂粒子の表面沈着ではなく,元々鉱物起源の成分である可能性が高い。すなわち,大陸において採集された黄砂粒子サンプルの中のナトリウム,硫黄及び塩素の鉱物起源量は無視できないと推測された。(3)約3.3-12.2%の黄砂粒子中から硫酸塩が,約6.5-10.0%の黄砂粒子中から硝酸塩が検出された。これらの割合は日本での観測結果と比べればかなり小さい。(4)数-粒径の分布の評価結果,全ての黄砂イベントで採集された黄砂粒子の直径範囲は約1.0-8.0μmで,ペークモードは3μm前後であることが分かった。
熊本市における観測結果及び青島市の結果との比較:(1)60-85%の黄砂粒子は海塩成分と混合した。天気状況の記録によりこれらの混合粒子の形成は元の黄砂粒子と海塩粒子が直接衝突して合併したものと推測された。この結果は,黄砂粒子と海塩粒子の直接合併も黄砂粒子の変質を引き起こす一つ重要なルートであることを示唆している。(2)鉱物成分と海塩成分は混合粒子中に占める割合が違っても混合レベル別(鉱物成分或は海塩成分が粒子全体量に占める割合)の粒子らの粒径分布は全て1-8μmの範囲でペークが3μm前後であった。1〜8μm以外の範囲に黄砂粒子はほとんどなかった。(3)長距離拡散できる黄砂粒子の大きさの限界は約3μmであった。黄砂粒子拡散途中にこれより大きい或は海塩との結合による成長して3μm以上になるとすばやく大気中から除去されると考えられる。(4)91%以上の黄砂粒子は硫酸塩を含んだ。27%以下の黄砂粒子は硝酸塩を含んだ。(5)海洋大気中において黄砂粒子中の鉱物成分は粒子表面の化学反応を通して硫酸塩と硝酸塩の生産を促した。

Research Products

• [Publications] Zhang et al.: "Mixture state of Asian dust particles at a coastal site of Qingdao, China"Atmospheric Environment. 37. 3895-3901 (2003)
• [Publications] Zhang et al.: "Mixture state and size of Asian dust particles colle cted at southwestern Japan in spring 2000"Journal of Geophysical Research. 21(3). 4760,10.1029/2003JD003869 (2003)
• [Publications] Zang et al.: "Effects of dust particles on particulate sulfate and nitrate formation during their transport in the atmosphere over China mainland (in Chinese with English abstract)"Advances in Marine Science(中国語). 108(D24). 266-271 (2003)
• [Publications] Matsuki et al.: "Seasonal dependence of the long-range transport and vertical distribution of free tropospheric aerosols over East Asia : On the basis of aircraft and lidar measurements, and isentropic trajectory analysis"Journal of Geophysical Research. 108(D23). 8663,doi:10.1029/2002JD003266 (2003)
• [Publications] Trochkine et al.: "Mineral aerosol particles collected in Dunhuang, China and their comparison with chemically modified particles collected over Japan"Journal of Geophysical Research. 108(D23). 8642,doi:10.1029/2002JD003268 (2003)
• [Publications] Iwasaka et al.: "Large depolarization ratio of free tropospheric aerosols over Taklamakan Desert revealed by lidar measurements : Possible diffusion and transport of dust particles"Journal of Geophysical Research. 108(D23). 8652,doi:10.1029/2002JD003267 (2003)
• [Publications] Iwasaka et al.: "Importance of dust particles in the free troposphere over Taklamakan Desert : Electron microscopic experiments of particles collected with balloon-borne particle impactor at DunHuang"Journal of Geophysical Research. 108(D23). 8644,doi:10.1029/2002JD003270 (2003)
• [Publications] Kim et al.: "Dust particles in the free atmosphere over desert areas on the Asian continent : Measurements from summer 2001 to summer 2002 with balloon-borne optical particle counter and lidar, Dunhuang, China"Journal of Geophysical Research. 108(D23). 8643,doi:10.1029/2002JD003269 (2003)