人為起源酸化鉄エアロゾルの観測装置開発と放射影響評価

人为氧化铁气溶胶观测设备研制及辐射影响评价

• 批准号: 18J13044
• 负责人: 吉田 淳
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J13044/
• 关键词: エアロゾル; 大気環境; 気候; 観測; 気候変動; 環境分析; 装置開発

自動車や発電所などから発生する人為起源酸化鉄エアロゾルは、太陽光を効率よく吸収する光吸収性粒子である。しかし、空間分布の測定データはほとんどなく、地球放射への影響はよく分かっていない。また、現在人為起源酸化鉄エアロゾルの測定に用いられているレーザー誘起白熱 (LII) 装置は酸化鉄粒子の検出効率が低い。本研究では「検出効率を改善した新LII装置の開発」および「人為起源酸化鉄エアロゾルの観測データの取得」に取り組んだ。装置開発ではレーザー共振器外の光をレンズによって集光して、そこに粒子を導入するように設計・構築を行った。集光部分は光強度密度が高くなるので、鉄粒子が効率的に加熱され白熱光を射出しやすくなるからである。その結果、マグネタイト・ヘマタイトに加えて、旧装置では測定することが出来なかった光吸収の弱い酸化鉄であるゲーサイトを検出することに成功した。新旧のLII装置を用いて、2019年春に長崎県福江島で地上同時観測を行い、新LII装置の性能評価を試みた。その結果、新LII装置は酸化鉄エアロゾルの検出個数が旧装置に比べて少ないことが分かった。このことから、粒子集団のごく一部しかレーザー光の集光部分を通過していない、という技術的課題点を明らかにすることができた。これは今後の鉄エアロゾル観測装置の発展において非常に有益な情報である。また本研究では、旧装置によって得られた観測データを分析して、東アジア起源の汚染大気に含まれる人為起源酸化鉄エアロゾルの粒径分布・混合状態や、一酸化炭素・黒色炭素エアロゾルとの濃度相関関係を調べた。これらは観測データの少ない人為起源酸化鉄エアロゾルの動態を理解するのに重要なものである。この観測研究は国際誌に論文投稿される予定である。

Automatic transmission of electricity due to artificial origin of iron, sunlight absorption rate of light absorption particles Determination of spatial distribution of radioactive substances The detection rate of acidified iron particles is very low in the LII device. This study is divided into two groups: "Development of new LII devices with improved detection efficiency" and "Acquisition of detection data from artificially generated acidified iron." The device development is based on the design and construction of the external light source of the resonator. The light collecting part emits white light due to high intensity density and efficiency of iron particles. The results of the test were as follows: The new and old LII devices will be used in the spring of 2019, and the performance of the new LII devices will be evaluated. As a result, the number of new LII devices detected is less than that of the old ones. The problem of particle aggregation is that it is a part of light collection. This is very useful information for the future development of iron and steel testing devices. In this study, the relationship between particle size distribution, mixed state and concentration of acidified carbon and black carbon was studied. This is an important part of our understanding of the dynamics of anthropogenic acidification. This paper will be submitted to the International Journal.

项目成果

Abundance and Emission Flux of the Anthropogenic Iron Oxide Aerosols From the East Asian Continental Outflow

东亚大陆外流人为氧化铁气溶胶的丰度和排放通量

• DOI: 10.1029/2018jd028665
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Atmospheres
• 作者: Yoshida Atsushi;Ohata Sho;Moteki Nobuhiro;Adachi Kouji;Mori Tatsuhiro;Koike Makoto;Takami Akinori
• 通讯作者: Takami Akinori