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

通过分析与液滴共存的固体颗粒探索气溶胶冰云的形成和气候变化

• 批准号: 21K21342
• 负责人: 木名瀬 健
• 金额: $ 2万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-08-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K21342/
• 关键词: 北極; エアロゾル; 氷晶核; 凝結核; 電子顕微鏡; 環境制御; 吸湿特性; みらい; 環境制御型走査型電子顕微鏡; ESEM; 雲過程; 気候; 雲

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。

这项研究旨在鉴定气溶胶并阐明冰晶核的水分吸收特性的特征，在北极中，气候变化正在迅速发展。在上一年，我们调整了电子显微镜设备以分析吸收特征。今年，我们进行了一个比1）更高精度的环境控制实验的样本阶段，并使用在北极海洋上获得的实际气溶胶样品和3）分析水分吸收特性进行了实验。在1中，创建了一个铜样品，以准确控制样品温度。由于将该样品阶段应用于实验，因此对试剂样品的delique和风湿度的湿度控制（NACL，KCL，（NH4）2SO4，NH4NO3）大约以±1-2％的速度控制，从而可以建立一种可以完全应用于这项研究中水分吸收特征的方法。 ②next，使用日本气象局气象研究所的温度和湿度控制室和光学显微镜实验设备，鉴定了69个北极海洋气雾剂样品，以鉴定在高达-32.5°C的温度范围内形成冰的颗粒。在此实验中，总共检测到178个冰形颗粒。 ③最终，我们开始使用在①中建立的电子显微镜技术分析冰晶核和其他颗粒的水分吸收特性差异。但是，电子显微镜中的瓣膜引起了问题，并且腔室压力不稳定性开始频繁发生，因此实验被停止并等待设备的维护。该产品仅由于维护而恢复了第二天，但是第二天的压力不稳定性恢复了，水分吸收特征实验已被暂停到今天。由于将来可能会发生不稳定性，因此要分析水分吸收特性的样本数量受到限制，并且已更改了策略以识别其余样本，并且目前正在执行粒子类型的识别。此外，在2022年航行期间，在北极海洋上采集了样品。进行了60个采样以获得180个样本。总体而言，海洋条件是今年的航行崎rough绕，我们希望许多来自海面的粒子产生事件被捕获。

项目成果

北極海で採取した氷晶核の物理化学特性と吸湿特性

从北冰洋收集的冰晶核的物理化学和吸湿特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 木名瀬健;竹谷文一，宮川拓真，足立光司;當房豊，朱春茂，滝川雅之，金谷有剛
• 通讯作者: 當房豊，朱春茂，滝川雅之，金谷有剛

Observation for Arctic marine aerosol during Mirai cruise in 2021

2021年Mirai巡航期间北极海洋气溶胶观测

• 发表时间: 2022
• 作者: Takeshi Kinase;Fumikazu Taketani;Takuma Miyakawa;Chunmao Zhu;Masayuki Takigawa;Yutaka Tobo;Hisahiro Takashima,and Yugo Kanaya
• 通讯作者: Hisahiro Takashima,and Yugo Kanaya

氷雲生成に関わるエアロゾルの研究-液滴中固体微粒子の解析-

参与冰云形成的气溶胶研究 - 液滴中固体颗粒的分析 -

• 发表时间: 2022
• 期刊: 月刊アグリバイオ
• 作者: Morimoto Yuya;森本裕也;Yuya Morimoto;木名瀬健;木名瀬健
• 通讯作者: 木名瀬健

Arctic marine aerosols observed during R/V Mirai cruise in Autumn, 2021

2021 年秋季 R/V Mirai 巡航期间观测到的北极海洋气溶胶

• 发表时间: 2023
• 作者: Takeshi Kinase;Fumikazu Taketani;Takuma Miyakawa;Chunmao Zhu;Masayuki Takigawa,and Yugo Kanaya
• 通讯作者: Masayuki Takigawa,and Yugo Kanaya

北極エアロゾルと気候変動 -氷晶核の液滴中存在形態の解析-

北极气溶胶与气候变化-液滴中冰晶核的存在形式分析-

• 发表时间: 2022
• 期刊: 月刊アグリバイオ
• 作者: Morimoto Yuya;森本裕也;Yuya Morimoto;木名瀬健
• 通讯作者: 木名瀬健