氷晶核の全球分布とその雲過程を通した気候影響の解明

大気中の微粒子は、雲の氷晶の核（氷晶核）として働き、雲の放射収支などを変化させる。しかし、この過程についての科学的な知見は限られており、気候変動予測において大きな不確定要素となっている。この過程を解明するため、本研究では氷晶核に着目した新たな気候モデルを開発し、大気中の氷晶核の空間分布の推定を高度化する。そして、氷晶核が雲の放射収支などに与える気候影響の推定精度を向上させる。令和4年度は、氷晶核として働く各種エアロゾルを我々がこれまで開発してきた気候モデル（CAM-ATRAS）に導入し、それらの全球分布を計算可能にした。また、鉱物ダストについては、我々のこれまでの氷晶核観測によって、北極域で放出されるダストが、一般的なダスト（砂漠起源の粒子）と比べて非常に高い氷晶核能（氷晶核へのなりやすさ）を持つことを明らかにしてきた。本研究では、この観測に基づいて北極域で放出されるダストの氷晶核能の温度依存性を定式化し、気候モデルに導入した。そして、北極域で放出されるダスト特有の高い氷晶核能を考慮したモデル計算によって、それを考慮しない従来の計算と比べて北極域の対流圏下層の氷晶核数が100倍以上増加することを示し、北極域の様々な地点での氷晶核の観測結果をより良く再現することに成功した。これらの結果から、北極域で放出される氷晶核能が非常に高いダストが、北極域の夏季対流圏下層の氷晶核に対して支配的な寄与を持ち、北極域の下層雲における氷晶形成において重要な役割を果たすことを明らかにした。

大気中の微粒子は、雲の氷晶の核（氷晶核）として働き、雲の放射収支などを変化させる。しかし、この過程についての科学的な知見は限られており、気候変動予測において大きな不確定要素となっている。この過程を解明するため、本研究では氷晶核に着目した新たな気候モデルを開発し、大気中の氷晶核の空間分布の推定を高度化する。そして、氷晶核が雲の放射収支などに与える気候影響の推定精度を向上させる。令和4年度は、氷晶核として働く各種エアロゾルを我々がこれまで開発してきた気候モデル（CAM-ATRAS）に導入し、それらの全球分布を計算可能にした。また、鉱物ダストについては、我々のこれまでの氷晶核観測によって、北極域で放出されるダストが、一般的なダスト（砂漠起源の粒子）と比べて非常に高い氷晶核能（氷晶核へのなりやすさ）を持つことを明らかにしてきた。本研究では、この観測に基づいて北極域で放出されるダストの氷晶核能の温度依存性を定式化し、気候モデルに導入した。そして、北極域で放出されるダスト特有の高い氷晶核能を考慮したモデル計算によって、それを考慮しない従来の計算と比べて北極域の対流圏下層の氷晶核数が100倍以上増加することを示し、北極域の様々な地点での氷晶核の観測結果をより良く再現することに成功した。これらの結果から、北極域で放出される氷晶核能が非常に高いダストが、北極域の夏季対流圏下層の氷晶核に対して支配的な寄与を持ち、北極域の下層雲における氷晶形成において重要な役割を果たすことを明らかにした。