山岳を利用した大気観測乗鞍岳でのエアロゾル

山岳を利用した大気観測
乗鞍岳でのエアロゾル
岩坂泰信、長田和雄、
柴田隆、松永捷司
西田千春、大坪利治
名古屋大学大学院環境学研究科
鈴木款
静岡大学理学部
観測の実施
• 期間：2002年7月26日-8月2日・8月20日-23日・
9月21日-27日と2003年8月頃
• 観測項目：粒子数濃度,粒子の直接採集,粒子の混
合状態,オゾン濃度,二酸化硫黄濃度,気
温,相対湿度,風向,風速,日射量,雨量など
• その他
自由対流圏のエアロゾル観測
• 自由対流圏地表面の直接的影響が少ない
• 自由対流圏新粒子生成が起きる可能性大
足場となる既存粒子少ない
（homogeneous nucleation)
凝縮可能な状態が時として生まれる
（低温、光化学反応、ほどほどのガス濃度）
• 新粒子生成の環境への寄与が無視できないと
の報告ぽつぽつ：海の上が多い
自由対流圏の新粒子生成の観測
•新粒子生成の観測＝ナノ粒子の粒径分布の測定が不可欠
•過去の自由対流圏の粒径データは少ない。
•測器の時間分解能が悪いため飛行機観測では×
•山岳での観測は時系列のデータを長期間得られるため、粒
子生成が観測される可能性がある。
粒径分布の観測結果
•夏季に支配的な海洋大気で新粒子が観測された。
•流跡線から、下層から上層へ輸送されてきた気塊は、既存粒子が少
なく、新しい粒子を含んでいることが多いことが明らかになった。
新しい粒子のピーク
dN/dlogDp (cm-3)
400
Type B
2002/8/10 4:00
Dp,Nucle.= 20
300
logNucle.= 0.08
NNucle.= 54
200
Dp,Aitken= 58
logAitken= 0.27
NAitken= 94
100
0
10
100
Particle diameter (nm)
上昇または水平に輸送
•既存粒子が多いエアロゾルには新粒子は観測されず。
•上層から輸送されてきた気塊には意外と粒子が多い。
•火山の影響か？上層は降水による除去のチャンスが少ないために、粒
子が蓄積している可能性がある。
高濃度
dN/dlogDp(cm-3)
4000
3000
2000
既存粒子
Type A
2002/8/6 2:00
Dp,Aitken= 52
logAitken= 0.13
NAitken= 1083
Dp,Accum.= 141
logAccum.= 0.15
NAccum.= 510
1000
0
10
100
Particle diameter (nm)
緩やかに下降
種々の気塊を比較
• いろいろな履歴を持った接地境界層大気や
自由対流圏大気が通過してゆく
（気塊に含まれるエアロゾルのタイプ）
• 気塊の違いを利用したエアロゾルの
hygroscopic feature の理解
（エアロゾルの化学組成と吸湿性）
エアロゾルの化学組成と吸湿性
100
N K 020821(R H =22.8%,fine,N W )
360
1.0E +07
K c01 8:20-35
180
40
dN /dlogD p /L
60
W D （°)
270
R H （％）
K r12 8:23-26
1.0E +06
80
1.0E +05
1.0E +04
1.0E +03
1.0E +02
90
1.0E +01
20
R H （%）
W D （°）
0
26-Jul
28-Jul
30-Jul
1-A ug
1.0E +00
0.1
20-A ug 22-A ug 23-A ug
日付
22-S ep
0
24-S ep 26-S ep
1
D iam eter,?
N K 020801 (R H =90.8%,W )
K r12 0:06-09
1.0E +07
※KR12は外気を直接観測
KC01は外気を湿度40%以下に乾燥させて観測
K c01 0:00-11
1.0E +06
山岳地域のため湿度変化が大きい
1.0E +05
dN /dlogD p /L
低湿度時と高湿度時には個数粒径分布
に大きな違いが見られる
10
1.0E +04
1.0E +03
1.0E +02
1.0E +01
1.0E +00
0.1
1
D iam eter,?
10
個数粒径分布の差から、エアロゾル中水分を見積もった。水分と硫酸イオ
ン、アンモニウムイオンに相関がみられる。室内実験においてこのような結
果は既に報告されているが、実大気観測によって得られた結果報告は少
ない。さらに、エアロゾル中水分と化学組成の情報は、雲粒核形成や水溶
性ガスの取り込み等を究明するために必要不可欠である。
600
500
7000
6000
400
5000
300
4000
3000
200
2000
100
1000
0
0
1
6
11
16
21
26
31
36
41
46
サンプルナンバー
51
56
61
66
71
76
水分,ng/m 3
当量濃度,neq/m 3
8000
アンモニウムイオン
硫酸イオン
水素イオン
水分
まとめと今後
• 乗鞍岳での大気観測：手法としての有用性
• 最近の動き：
ハワイのマウナロア山での大気観測（長期
観測に加えて国際的なキャンペーンにキース
テイションとして参加）
ヨーロッパでも同様
韓国－中国－日本で長白山の利用
富士山のレーダ観測終了・閉鎖

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