富士山体を利用したエアロゾルの気候影響の研究―ラドン・イオンで気候変化を探るー

Study on the effect of aerosol particles on climate utilizing Mt. Fuji - Watching climate change by radon and ion concentrations -

 

三浦和彦
Kazuhiko Miura
東京理科大学理学部
Faculty of Science, Tokyo University of Science

共同研究者
永野勝裕、小林 拓、芳原容英
1 東京理科大学理工学部、2 山梨大学、3 電気通信大学

研究の概要

エアロゾル粒子は太陽光を散乱することで地表の気温を下げ、雲粒の核(雲凝結核)となり雲の反射率や寿命を変える。大気中の水蒸気量が同じなら、雲凝結核数が多いとたくさんの小さな雲粒からなる雲ができ、散乱特性は強く寿命も長くなる。そして、雲凝結核数はエアロゾル粒子数にほぼ比例する。どのような時に新しい粒子ができ雲凝結核まで成長するかを調べるために、富士山頂で観測を行う。また雲の中と上下での粒径分布を測定するため、山道での徒歩観測と太郎坊での係留気球観測を行う。

(英文表記)
Sulfur and organic species originated from ocean make new particles to increase the number of cloud condensation nuclei and change properties of cloud.  However, in the planetary boundary layer, there are many sea-salt particles that provide surfaces for heterogeneous chemical reactions with sulfur or organic gases. There are a few papers of new particle production observed in the boundary layer under a high-pressure system.  It suggests that particles are produced in the free atmosphere. As the summit of Mt. Fuji is usually positioned in the free troposphere, we can measure the variation of aerosol in the free troposphere. Our purpose is studying the relation between the new particle production process and other measuring elements. Moreover, electromagnetic measurement to be conducted at the summit of Mt. Fuji will provide extremely useful information on electrical phenomena in relation with local and world-wide thunderstorm activities. We also research on the water vapor content around the Mt. Fuji summit using a GPS observation network.

研究目的
凝結核数が増加すると、雲の放射特性が変わる。どのような時に新粒子生成が起こるか。それは無核生成かイオン誘発核生成か。またエアロゾルの粒径分布と雲凝結核数の関係について調べることを目的とする。


内外の関連研究の中での位置づけ
山岳大気での新粒子生成に関する研究は、国内では西田らによる乗鞍岳での観測がある。我々は2006年から夏季富士山頂において粒径5?5000nmの粒子の粒径分布を測定し、10nm以下の粒子の高濃度イベントについて調べた。Laj らはヒマラヤにおいてイオンスペクトルと粒径分布の同時観測を行い、日中晴天時にはイオン誘導核生成が起こる事を報告している。Lajと松木は2009年夏季には富士山頂でイオンスペクトルを測定し、我々の測定した粒子の粒径分布と比較し、降水時にイオン誘発核生成の可能性が見いだされた。
本研究では、ラドン濃度、小イオン濃度、エアロゾルの粒径分布、雲凝結核濃度を同時測定し、不溶性粒子の粒径分布や元素分析の結果とも比較する。このような総合観測は国内の山岳大気では初めてである。 

 

期待される成果
多くの要素を同時に測定する事により、新しい知見が期待できる。モデルのパラメータを提供する。 

 

社会への還元
エアロゾルの気候への影響を精度よく評価することにより、CO2 削減目標をより正しく設定する事ができる。