富士山体を利用した自由対流圏高度におけるエアロゾルー雲ー降水相互作用の観測

Observation of aerosol-cloud-precipitation interaction in the free troposphere using Mt. Fuji as an observational tower

 

大河内 博
Hiroshi Okochi
早稲田大学創造理工学部
School of Creative Science and Engineering 

 

共同研究者
皆巳幸也(石川県立大学 生物資源環境学部)
小林  拓(山梨大学大学院 医学工学総合研究部)
片山葉子(東京農工大学 共生科学技術研究部)
竹内政樹(徳島大学大学院 ヘルスバイオサイエンス研究部)
米持真一(埼玉県環境科学国際センター)
名古屋俊士(早稲田大学創造理工学部)
香村一夫(早稲田大学創造理工学部)
緒方裕子 (早稲田大学創造理工学部)

研究の概要

雲はエアロゾルを凝結核として生成し,その成長過程で水溶性ガスを吸収する.雲粒径が臨界直径より小さければ,雲粒は消失して気相にエアロゾルを放出するが,この過程を通じてエアロゾル径を増加させるとともに,水溶性成分を増加させる.雲粒径が臨界直径より大きければ,雲粒はさらに液滴成長して併合衝突により雨滴となって地上に落下する.このエアロゾルー雲ー降水相互作用は,地球温暖化とその環境影響の将来予測の観点から注目されている.本研究では富士山測候所を活用し,様々な大気汚染物質のバックグランド濃度を解明するともに,バックグランド汚染の実態解明を行い,エアロゾルー雲ー降水相互作用の解明を試みる.


研究目的
雲はエアロゾルを凝結核として生成し,その成長過程で水溶性ガスを吸収する.雲粒径が臨界直径より小さければ,雲粒は消失して気相にエアロゾルを放出するが,この過程を通じてエアロゾル径を増加させるとともに,水溶性成分を増加させる.雲粒径が臨界直径より大きければ,雲粒はさらに液滴成長して併合衝突により雨滴となって地上に落下する.このエアロゾルー雲ー降水相互作用(Aerosol-Cloud-Precipitation Interactions)は,地球温暖化とその環境影響の将来予測の観点から注目されている.そこで本研究では富士山測候所を活用し,以下のことを目的として観測を行う.

 

  1. 水溶性ガス・エアロゾル連続観測システムと小型自動雲水採取装置を開発して性能評価を行う.
  2. 自由対流圏高度に位置する富士山頂で水溶性ガス・エアロゾル連続観測システムを用いて観測を行い,日本上空のバックグランド大気濃度の解明を行う.
  3. 夏季日中の斜面上昇流に伴って流入する汚染気塊(国内汚染)および越境汚染によるバックグランド大気汚染の特徴を明らかにする.エアロゾル-雲-降水相互作用によるエアロゾル径の増加効果,水溶性成分の増加効果の検証を行う.
  4. 球状炭化粒子および磁性粒子の越境汚染の実態を解明する.

 

期待される成果

  • 酸性ガス,水溶性エアロゾル,揮発性有機化合物,多環芳香族炭化水素など様々な大気汚染物質のバックグランド濃度とバックグランド汚染の実態が解明できる.
  • 自由対流圏高度の雲水化学性状が解明されるとともに,雲水粒径分布に影響を及ぼす界面活性物質濃度の明らかになることから,雲によるアルベド効果の評価をより正確に行うための基礎情報が入手できる.
  •  高時間分解能で酸性ガスおよびエアロゾルの時間変動を明らかにすることができることから,バックグランド汚染をいち早く検出することができる.

 

富士山測候所を使うことのメリット

  • 自由対流圏のバックグランド濃度とバックグランド汚染の実態を解明することができる.
  • 自由対流圏の雲水化学性状を解明することができる.
  • 越境大気汚染の実態を解明することができる.