共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 高緯度地域におけるエアロゾルの光学的特性導出のための雲除去法の開発
新規・継続の別 継続（平成14年度から）
研究代表者／所属 富山大学大学院理工学研究部（理学）
研究代表者／職名 准教授
研究代表者／氏名 青木一真

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

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 藤吉康志 北大低温研 教授

研究目的 大気中に浮遊するエアロゾル粒子の気候影響の基礎データとなるエアロゾルの光学的特性、とりわけ、太陽高度の低い高緯度地域におけるエアロゾルの光学的特性導出のための雲除去法の開発を行う。本観測は、1997年7月より北大低温研の屋上において、太陽の直達光と周辺光を使った放射観測によるエアロゾルの光学的特性の連続観測を行っている。エアロゾルデータの蓄積し、気候にどのような影響を与えるかについて解明が必要であるが、解析結果に雲の影響がないか、雲除去法を開発することが必要不可欠である。
Fig.1　09年3〜12月の0.5μmの光学的厚さ（上図）とオングストローム指数（下図）の月平均値　　
研究内容・成果 1997年7月より北海道大学低温科学研究所の屋上にて、太陽光の直達光と周辺光の各角度の放射輝度を自動観測できるスカイラジオメーターを使って、大気中に浮遊するエアロゾル粒子の光学的特性を測定してきた。観測は、晴天時の日中に10分おきに連続測定を行い、雲除去や精度向上のため、今年度から1分おきに直達光のみの測定も行っている。測定から得られた生データを一次処理し、エアロゾルの光学的特性（各波長のエアロゾルの光学的厚さや一次散乱アルベド、オングストローム指数）や体積粒径分布などを算出した。Fig.1は、2009年3月から12月までの札幌における0.5 μmのエアロゾルの光学的厚さの月平均値（上図）、オングストローム指数の月平均値（下図）を示したものである。それぞれ、赤色が雲除去適用前と青色が雲除去を適用後の結果である。エアロゾルの光学的特性の季節変化は、Aoki and Fujiyoshi，2003の観測結果と同様に、エアロゾルの光学的厚さは、春に高く、秋に低い傾向を示していた。しかしながら、2005， 2006年の報告と同様に、6月の光学的厚さが最大値となった。その際に、雲や雨などの影響による影響を受けている可能性も考えられたが、他の観測サイトの結果や本研究の結果にもあるように、実際の大気状態、すなわち、エアロゾルの粒子の影響が、光学的厚さの値を高めていることがわかった。また、6月のオングストローム指数の結果が高い点からも、微小粒子の影響で、光学的厚さの平均値が高いことが確認された。これは、大気汚染物質等の微小粒子の影響と考えられるため、今後、越境大気汚染物質なのか、ローカルの影響なのか、どこから輸送されてきたのか、後方流跡線解析などにより、研究を進めていきたい。オングストロームの季節変化は、5月に黄砂の影響で低いものの明瞭な季節変化は見られなかった。今回、雲除去前と雲除去後の結果、札幌の観測では、あまり違いが見られなかった。他の観測サイトでは、数%から数10%の違いが見られるところもあり、他のサイトとの違いを考慮しながら、今後の解析課題としたい。本観測研究の継続は、高緯度地域の経年変化を示す上で重要であり、地球温暖化解明の重要な基礎データとなると考えるが、残念ながら1月と2月の欠測があり、システムの老朽化の対策を行う必要がある。
Fig.1　09年3〜12月の0.5μmの光学的厚さ（上図）とオングストローム指数（下図）の月平均値　　
成果となる論文・学会発表等 Watanabe， K.， H. Honoki， A. Iwai， A. Tomatsu， K. Noritake， N. Miyashita， K. Yamada， H. Yamada， H. Kawamura and K. Aoki (2009)， Chemical Characteristics of Fog Water at Mt. Tateyama， Near the Coast of the Japan Sea in Central Japan. Water， Air， & Soil Pollution.， DOI 10.1007/s11270-009-0307-2.
青木一真（2009)、黄砂（第4.1.3節執筆：放射計による観測）、岩坂泰信他編、古今書院、pp.342.
Takashima， H.， H. Irie， Y. Kanaya， A. Shimizu， K. Aoki， and H. Akimoto (2009)， Atmospheric aerosol variations at Okinawa Island in Japan observed by MAX-DOAS using a new cloud screening method， J. Geophys. Res.， doi:10.1029/2009JD011939.
青木一真、渡辺幸一 (2009)， 立山連峰における大気エアロゾル観測， エアロゾル研究、日本エアロゾル学会、24， 112-116.
Irie， H.， Y. Kanaya， H. Akimoto， H. Iwabuchi， A. Shimizu， and K. Aoki (2008)， Dual-wavelength aerosol vertical profile measurements by MAX-DOAS at Tsukuba， Japan， Atmos. Chem. Phys.， 9， 2741-2749.