液滴と共存する固体粒子解析から探る、エアロゾル氷雲形成と気候変動

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本研究では気候変動が激しく進む北極において、未解明が多く残された氷晶核について、エアロゾルの特定と吸湿特性の特徴について解明することを目的としている。前年度では吸湿特性解析のための電子顕微鏡設備の調整を行った。本年度は①より高精度での環境制御実験のための試料台の作成を実施し、②北極海上で得られたエアロゾルの実試料を使って氷晶核の特定実験と③吸湿特性解析について進めた。①では試料温度の高精度制御のために銅製試料台を作成した。この試料台を実験に適用した結果、試薬試料（NaCl、KCl、(NH4)2SO4、NH4NO3)潮解・風解湿度について±1～2%程度での湿度制御ができるようになり、本研究の吸湿特性解析に十分適用できる手法として確立することができた。②次に気象庁気象研究所の温湿度制御チャンバーと光学顕微鏡実験設備を利用して、69個の北極海上エアロゾル試料について-32.5℃までの温度帯で氷を形成する粒子の特定を行った。この実験で合計178個の氷形成粒子を検出することができた。③最後に①で確立した電子顕微鏡手法により氷晶核と他粒子の吸湿特性の違いについて解析を開始した。しかし、電子顕微鏡内のバルブに不調が発生し、チャンバー圧力の不安定が頻発するようになったため実験を中断し、装置のメンテナンスを待った。メンテナンスにより一日だけ復帰したが、翌日から圧力不安定が再発し、現在に至るまで吸湿特性実験を中断している。この先も不安定が発生すると考えられるため、吸湿特性を解析する試料数を限定し、残りの試料は粒子特定のみ行うように方針を変更、現在粒子種の特定を進めている。また、2022年度航海でも北極海上での試料採取を実施した。60回のサンプリングを実施し、180個の試料を得た。本年度の航海では全体として海況は荒れており、海洋表層からの粒子生成イベントを多くとらえたと期待している。