2019 Fiscal Year Annual Research Report
Laboratory study on ice nucleation and growth mechanisms in the early stage of cirrus clouds
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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, 気象予報研究部, 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, 気象予報研究部, 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 |
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行った。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。氷晶核能を表すパラメータINAS（氷晶核形成の活性化サイト数密度）に着目し、比較的高い5月と9月に対し比較的低い2月において、0.5μm以上のエアロゾル数濃度の他、偏光光散乱式粒子計測装置によりダストと判別されたエアロゾル数濃度と氷晶核数濃度との相関を調べた。ダスト粒子が比較的高濃度の春季でも両者には顕著な相関が見られず、氷晶核として働く実大気エアロゾルをある粒径以上のダスト粒子と判別するだけでは不十分であることが分かった。これらの成果は、他課題（JP23244095,17H00787）と併せて論文作成中であり、令和2年度に発表予定である。
氷晶核能パラメータINASについて、異なる測定手法による温度依存性の違いも調べた。連続流熱拡散チェンバー型氷晶核計による実大気エアロゾルは、温度低下とともに緩やかに増大する比較的弱い温度依存性を示した。一方で雲生成チェンバーによる黄砂イベント時やローカルダスト時のエアロゾルは、標準ダストよりは低いものの近い温度依存性を示した。
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による比較実験によれば、氷晶発生が検出される活性化温度のほかINAS値に顕著な差が出た。測定手法に固有な活性時間の違いにより活性化率の時定数が長い場合は差が大きくなり、また計測粒径範囲の違いにより総表面積の推定誤差も影響していると考察した。これらの成果は、上記の他課題と併せて論文発表した。
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Research Products
(8 results)
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[Presentation] Seasonal variations of aerosols focused on IN and CCN abilities from ground-based observations at Tsukuba, Japan2020
Author(s)
Orikasa, N., A. Saito, K. Yamashita, T. Tajiri, Y. Zaizen, T.-H. Kuo, W.-C. Kuo, and M. Murakami
Organizer
3rd Atmospheric Ice Nucleation Conference, The Aerosol Society
Int'l Joint Research
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