2018 Fiscal Year Research-status Report
発生初期における巻雲の氷晶発生・成長機構解明に関する実験的研究
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16K05558
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| Research Institution | Japan, Meteorological Research Institute |
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Principal Investigator |
折笠 成宏 気象庁気象研究所, 予報研究部, 主任研究官 (50354486)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田尻 拓也 気象庁気象研究所, 予報研究部, 主任研究官 (40414510)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 氷晶発生機構 / 巻雲 / 氷晶核 / 雲核 / 雲生成チェンバー / 詳細雲微物理ボックスモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
氷晶核形成モードおよび環境条件の違いによる巻雲内氷晶の生成・成長機構を解明するため、発生初期における巻雲の微物理特性を雲生成チェンバー等により再現し、詳細雲微物理ボックスモデルによる定式化改良への反映に取り組む基礎的研究を実施している。
実大気中に存在するエアロゾルは多種多様であり時空間的に変動も大きく、特に巻雲は他の雲種と比較して低温域・高々度かつ広領域にて出現するため、自然の巻雲内で働く氷晶発生機構は観測が困難なことから未解明の部分が現在でも多く、発生環境の違いによるインパクトも大きいと指摘されている。
地上観測モニタリングシステムを用いて、実大気エアロゾルの雲核能・氷晶核能に関するデータ取得を通年で継続し詳細な解析を進めた。雲核や氷晶核の計測では、長距離輸送を想定してサンプリングした気塊の起源を後方流跡線解析から求めて、その領域区分からみた季節毎の特徴を調べた。雲核能を表すパラメータ（吸湿度）からは、9月頃に極大、6月頃に極小となった。さらに起源となる領域区分として海上が大、大陸遠方が小の傾向を示した。氷晶核能を表すパラメータ（氷晶核形成の活性化サイト数密度）からは、年々変動が大きいものの5月と9月頃に高く、2月頃に低い傾向を示した。領域区分として中国東部や日本周辺で概して小となったが、季節分布として共通的な特徴は見出されなかった。
人為起源の代表的エアロゾルである金属酸化物を例として、室内実験データより雲核能・氷晶核能を調べて氷晶発生の定式化改良を行った。氷晶核計と雲生成チェンバー実験では、氷晶発生が検出される活性化温度に顕著な差があり、計測方法に固有な活性時間の違いが原因の一つと考えられる。同じ雲生成チェンバーによる実験結果より、酸化アルミニウムから得られた氷晶核能パラメータの値は、自然起源のダスト粒子と同程度であることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
二年目の冷凍機故障から完全復旧には予算等の都合から極めて厳しく、-30℃以上の比較的高い温度領域での制限等を受ける実験環境となった。これまで得られた実験や観測データと数値実験の結果を基にした比較解析を中心にすることで計画を一部変更して進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで得られた観測・室内実験から得られた知見、最新の先行研究を基に、代表的な巻雲の設定（エアロゾル種や環境条件）の違いが氷晶発生機構へ与える影響の観点から、主に詳細雲微物理ボックスモデルによる感度実験を整理する。この結果を基に、現時点で用いられている雲粒・氷晶発生の定式化に基づいた再現性を議論する。観測・室内実験、数値実験の成果を学会・論文等での発表に繋げる。
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| Causes of Carryover |
（理由）
当初、点検校正の対象であった測定器とは別の機器を校正する必要が生じたことと、実験消耗品の内訳に変更が生じたため。
（使用計画）
英文校閲、論文投稿、学会参加、点検校正等に使用する。
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[Presentation] Characteristics of Aerosols, CCN and IN Abilities from Ground-Based Observations at Tsukuba, Japan2018
Author(s)
Orikasa, N., A. Saito, K. Yamashita, T. Tajiri, Y. Zaizen, T-H. Kuo, and M. Murakami
Organizer
15th Conference on Cloud Physics, American Meteorological Society
Int'l Joint Research
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