エアロゾル粒子の表面形態が及ぼす氷晶形成への影響解明

本研究課題では実大気粒子の氷晶形成に対する粒子物理化学特性、とりわけ粒子表面積濃度との関連性を明らかにする。本年度は、昨年度までに都市域(横浜市)と遠隔地(石川県珠洲市)において捕集した実大気粒子試料の氷晶核濃度の測定、粒子化学成分(金属成分・水溶性イオン成分・炭素成分)の測定を引き続き行った。さらにそれぞれ氷晶核濃度を測定した試料を加熱処理することで、氷晶核濃度に深く関連が指摘されており、さらに加熱によってその氷晶核能を失活させる生物起源粒子の影響を明らかにすることを試みた。また、測定された粒子化学成分についてはその発生源を分類するために、因子解析を行うことで化学成分結果の明確化を実施した。2020年10月から2022年2月までのサンプリング期間において、氷晶核濃度の地点ごとの季節的な違いは顕著ではない一方で、都市域で採取された試料は遠隔地に比べて、特に-15～-10℃の温度範囲において高い氷晶核濃度が測定された。また都市域の上記の温度範囲においては加熱処理によっておよそ75%以上の氷晶核が失活した。遠隔地で捕集された氷晶核のおよそ40%が失活するのに対して、地域間の顕著な違いが明らかとなった。一方、測定された氷晶核濃度と化学成分の相関では、加熱処理後の氷晶核濃度は、-20℃以上の温度範囲においてAl・Si・Feなどの鉱物成分と強い相関関係にある一方で、-15℃以下の加熱処理前の氷晶核濃度は、これらの鉱物成分との相関関係は地点に関わらず弱くなり、多様な成分、発生源と比較的弱い相関を記録した。これらの結果は、地点間の違いはあるものの、特に都市域の-15℃以上で活性する氷晶核の多くは生物起源粒子の影響が大きいことを示唆し、さらにこれらの生物起源粒子が鉱物粒子と類似して変動している可能性が考えられる。

本研究課題では実大気粒子の氷晶形成に対する粒子物理化学特性、とりわけ粒子表面積濃度との関連性を明らかにする。本年度は、昨年度までに都市域(横浜市)と遠隔地(石川県珠洲市)において捕集した実大気粒子試料の氷晶核濃度の測定、粒子化学成分(金属成分・水溶性イオン成分・炭素成分)の測定を引き続き行った。さらにそれぞれ氷晶核濃度を測定した試料を加熱処理することで、氷晶核濃度に深く関連が指摘されており、さらに加熱によってその氷晶核能を失活させる生物起源粒子の影響を明らかにすることを試みた。また、測定された粒子化学成分についてはその発生源を分類するために、因子解析を行うことで化学成分結果の明確化を実施した。2020年10月から2022年2月までのサンプリング期間において、氷晶核濃度の地点ごとの季節的な違いは顕著ではない一方で、都市域で採取された試料は遠隔地に比べて、特に-15～-10℃の温度範囲において高い氷晶核濃度が測定された。また都市域の上記の温度範囲においては加熱処理によっておよそ75%以上の氷晶核が失活した。遠隔地で捕集された氷晶核のおよそ40%が失活するのに対して、地域間の顕著な違いが明らかとなった。一方、測定された氷晶核濃度と化学成分の相関では、加熱処理後の氷晶核濃度は、-20℃以上の温度範囲においてAl・Si・Feなどの鉱物成分と強い相関関係にある一方で、-15℃以下の加熱処理前の氷晶核濃度は、これらの鉱物成分との相関関係は地点に関わらず弱くなり、多様な成分、発生源と比較的弱い相関を記録した。これらの結果は、地点間の違いはあるものの、特に都市域の-15℃以上で活性する氷晶核の多くは生物起源粒子の影響が大きいことを示唆し、さらにこれらの生物起源粒子が鉱物粒子と類似して変動している可能性が考えられる。