共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 オホーツク海沿岸における洋上大気エアロゾルの光学的特性の季節変化
新規・継続の別 継続（R06年度から）
研究代表者／所属 富山大学学術研究部理学系
研究代表者／職名 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

1

 佐藤正樹 富山大院理工 博士課程3年

2

 宮崎雄三 北大低温研

3

 的場澄人 北大低温研

研究目的 大気エアロゾルの光学的特性の観測は、ようやく30年のデータが蓄積し、気候変動などの多くの研究に利用してきた。オホーツク海沿岸でも、一時的に観測を行ったこともあったが、複合的な研究はされてこなかった。そこで、北海道大学低温科学研究所・環オホーツク観測研究センターが推し進めている環オホーツク地域の地球規模の環境変動に果たす役割と気候変動から受ける影響を解明するため、2023年10月より紋別市海洋交流館屋上にてエアロゾルの光学的特性観測を開始した。本研究は、エアロゾルと水蒸気の生成変動要因を観測から捉えることを目的とし、ようやく観測データがそろったため季節変化などの特徴を示す。
図　札幌と紋別の0.5µmのエアロゾルの光学的厚さとオングストローム指数の月平均値　　
研究内容・成果 2023年10月より紋別市海洋交流館屋上にてエアロゾルの光学的特性観測を開始し、継続した自動観測を行っている。エアロゾルの光学的特性観測は、太陽光と周辺光の放射輝度を自動測定するスカイラジオメーター（PREDE. CO. Ltd， Tokyo， Japan）により、日中の晴天時に連続観測を行う。測定波長は、340 ，380， 400， 500， 675， 870， 940， 1020， 1225， 1600 nmの10波長で、主にエアロゾルの光学的特性の解析には、400， 500， 675， 870， 1020 nmの5波長を使って解析（SKYRAD.pack ver.4.2. Nakajima et al.， 2021）を行い、エアロゾルの光学的特性や体積粒径分布の時系列変化を得られる。同様の観測システムは、オホーツク海沿岸のみならず、札幌（北大低温研）、苫小牧（北大苫小牧研究林）、網走（気象庁網走地方気象台）においても、同様なエアロゾルの光学的特性観測を行っているので、北海道の広域データとしても考えている。また、さらに広域情報としては、2017年12月に打ち上げられた気候変動観測衛星「しきさい」（GCOM-C/JAXA）や2024年5月に打ち上げられた雲エアロゾル放射ミッション（EarthCARE/ESA・JAXA）などの地上検証や気候解明の評価も行う。本研究は、今まであまり観測されてこなかった環オホーツク地域の大気環境（越境大気汚染物質（PM2.5）の影響や黄砂粒子や森林火災の影響など）の短期変動から長期変動はもちろん、冬期間の海氷期、春の植物プランクトンブルーム時期の海洋から大気へ放出・生成過程の物理化学的特性の変化が捉えられることを予想している。これらの海洋から大気への物理化学特性は、気象場や大気質に影響を及ぼすと考えられるが、このオホーツク海沿岸地域における化学・物理パラメータの時系列変化を捉えられるような観測は極めて少ないため、独創的であり、新規性もある。図は、2023年10月から2025年12月までの札幌（北大低温研）と紋別における0.5 µmのエアロゾルの光学的厚さとオングストローム指数の月平均値の結果である。通常、日本や北海道（Aoki et al.， 2003）のエアロゾルの光学的厚さは、春に最大で、秋から冬にかけて最小となる季節変化が見られる。概ね、そのような傾向が見られているが、2024年6月は、光学的に非常に高い月平均値が見られ、オングストローム指数の数値を見ても人為起源の微小粒子のエアロゾルの輸送が原因かと考えられる。札幌と紋別の月平均値の相違は、ほとんど見られず、同じような量・変化をしていることが確認された。また、札幌では都市大気の影響も考えられたが、その影響は見られず、逆に紋別の方が若干高い月もあり、今後、どのような変化が起こっているか検証したい。関連する成果は、国内外の学会などでも研究発表を行った。
図　札幌と紋別の0.5µmのエアロゾルの光学的厚さとオングストローム指数の月平均値　　
成果となる論文・学会発表等 K.Aoki: Maritime Aerosol Optical Properties by Automatic Ship-borne Sky Radiometer， AOGS2025， 2025.7.29
K.Aoki: Spatial representation of aerosol optical properties by using aureole measurements Radiometer， Aerocom2025 2025.10.15
K.Aoki， M.Momoi， O.Dubovik， and E.Lind: Comparison between ground-based and satellite solar aureole measurements of aerosol optical properties， AGU2025， 2025.12.17
Aoki.K and F. Cario : Conoscere per proteggere – Knowledge as the key to protection "Climate change" (Osaka EXPO Italian Pavilion at CNR DAY， Osaka， 2025.09.19)，　[Invited Talk]