共同研究報告書提出

共同研究報告書

研究区分	一般研究
研究課題	積雪アルベド陸面モデル改良のための積雪物理量及び熱収支に関する観測的研究（2）
新規・継続の別	継続（平成19年度から）
研究代表者／所属	気象研究所
研究代表者／職名	第三研究室長
研究代表者／氏名	青木輝夫

研究分担者／氏名／所属／職名
	氏　　名	所　　属	職　　名
1	朽木勝幸	気象研究所	研究官
2	庭野匡思	気象研究所	研究官
3	本吉弘岐	雪氷防災研究センター	研究協力員
4	兒玉裕二	北大低温研	助教

研究目的	雪面アルベドは積雪粒径と不純物濃度の2つの積雪物理量と雲や水蒸気等の大気の変動に依存している。雪氷圏の高精度将来予測のためには、気候モデルにおける積雪アルベド陸面モデルを、従来の経験的モデルから、積雪粒径や不純物濃度の関数として変化する物理モデルに改良することが必要である。気象研究所では物理モデルを開発しているが、その検証には高精度の積雪物理量と熱収支データが必要である。本研究では低温科学研究所の露場において、放射・気象・積雪の連続観測を行い、これらの観測データ及び過去の観測データを用い、積雪アルベド陸面モデルの検証及び高度化を行うことにより、雪氷圏における将来予測精度向上に資する。

研究内容・成果	2008/2009年冬期は、前課題から継続して放射、気象、エアロゾルの連続観測を行った。また、積雪断面観測を週2回のペースで行い、積雪物理量を高頻度で取得した。今冬期は2006/2007年冬期以来の顕著な暖冬となり、期間全体を通して気温が高めで積雪が非常に少なくなった。特に1月下旬の積雪は近年まれに見る異常な少なさであった。雪質は、期間全体にわたってざらめ雪などの濡れ雪が多く観測された。　過去5冬期間の積雪サンプルを用いて、積雪中に含まれるダスト、元素質炭素（EC）、有機炭素（OC）の各濃度を、濾過フィルター重量濃度とカーボン分析装置による測定から求めた。その結果、全期間を通じた変動幅は、ダスト：0.2-800 ppmw、EC：0.01-2 ppmw、OC：0.05-20 ppmwであった。3種類の不純物濃度は、常にダストが最も高く、ECが最も低かった。光吸収が強く気候への影響が大きなECの札幌におけるバックグラン度濃度は、北極域の高濃度時のレベルであった。月別に見ると、各成分共に1-2月の涵養期に低く、3-4月の融雪期に高くなった。同時に測定した融雪期の積雪アルベドは、不純物濃度の増加と良く一致して減少していた。一方、アルベドと各不純物濃度との相関は、3種類の不純物でそれほど大きな違いはなかった。2003/2004冬期には、3月11-12日の黄砂イベント以後、数百ppmwを超えるダストの高濃度が維持した。しかし、100 ppmwを超える程度のダスト濃度も他の年の融雪期にも観測された。　積雪分光アルベドから積雪中不純物濃度と積雪粒径を推定するアルゴリズムを開発し、2007/2008年冬期の全天分光日射計によるアルベド観測値に適用した。すす換算の不純物濃度は0.02-2 ppmwの範囲で変動し、融雪期（平均0.38 ppmw）は涵養期（平均0.34 ppmw）よりもやや高濃度であった。異なる波長におけるアルベドから推定された3種類の粒径は、涵養期には50 um前後の小さな値で推移しが、融雪期には急激に増加した。特に、波長0.46， 0.87 um の2波長から推定した粒径は消雪直前に1000 μm近くに達した。これらの推定結果を積雪断面観測から得られた実測値と比較検証したところ、相関係数0.68-0.94で概ね一致した。ただし、すす換算の不純物濃度は実測のEC濃度に比べて過大評価、波長1.60 umから推定した粒径は融雪期に過小評価となった。

成果となる論文・学会発表等	青木輝夫，田中泰宙， 2008: 大気エアロゾルの沈着が積雪アルベドに与える影響，天気， 55， 538-547. 青木輝夫，田中悦子・朽木勝幸，本吉弘岐，兒玉裕二，安成哲平， 2008: 札幌における4冬期間の積雪中OC、EC、ダスト濃度変動，日本気象学会2008年度春季大会， 2008年5月，横浜， C201. 朽木勝幸，青木輝夫，田中悦子，本吉弘岐，谷川朋範， 2008: 全天分光日射計による積雪物理量の推定，日本気象学会2008年度春季大会， 2008年5月，横浜， P333. 朽木勝幸，青木輝夫，庭野匡思，谷川朋範， 2008: 全天分光日射計から推定された札幌・芽室における積雪物理量，雪氷研究大会（2008・東京），日本雪氷学会/日本雪工学会， 2008年9月，東京， P1-19. 兒玉裕二，石川信敬，青木輝夫， 2008: 根雪の熱収支，雪氷研究大会（2008・東京），日本雪氷学会/日本雪工学会， 2008年9月，東京， P2-8.