大気エアロゾルの雲物理過程を通した地球寒冷化効果に関する観測的及び数値的研究

大气气溶胶云物理过程对全球降温效应的观测和数值研究

• 批准号: 04J00598
• 负责人: 梶野 瑞王
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J00598/
• 关键词: 対流圏エアロゾル; 火山噴火に伴う二酸化硫黄放出; 領域数値モデリング; 山岳地帯における大気質観測; 火山噴火による環境酸性化; 火山噴火による領域的寒冷化; 凝結核形成

大気エアロゾルのうち特に硫酸エアロゾルなどの吸湿性エアロゾルは,雲凝結核として働くことにより,雲粒径を減少させ,雲の寿命を延ばすことにより間接的に地球を冷却化する作用を持つと言われている(間接的寒冷化効果)が,その効果の信頼度は低い.2000年7月以来三宅島は,アジア全域の人為起源放出量に匹敵する硫酸エアロゾルを火山活動により大気中に放出してきた.16年度は,雲・エアロゾルの動態を広域的に把握する為のツールとして数値モデルの開発に取り組み,その適用性及び三宅島火山の噴火事例を詳細に見るために,三宅島起源の硫酸エアロゾルによる様々な環境変化に関する研究を行った.その結果,動態把握にとどまり,寒冷化効果に踏み込むには至らなかったものの,これまで言われなかった新たな環境影響が明らかになった.火山性硫酸エアロゾルは,直接地表面に酸性沈着するのみならず,火山性の気塊においてアンモニア・硝酸・塩酸などのガス-エアロゾル分配が極端に変化させた.そして,それにより,非火山性(主に人為起源)の硝酸・塩酸などの二次的な環境酸性化を促した.また,その極端に酸性化されたエアロゾル中では硫酸イオンは硫酸水素イオンとして存在していた.17年度は,エアロゾル増加に伴う雲物理過程を通した地球寒冷化効果を定量的に評価する為のツールとして,エアロゾル-雲の相互作用を粒子スペクトル法により計算する数値モデルを開発し,先行研究と定性的に一致する結果を確認した.また,中部山岳地帯における八方尾根酸性雨測定所での長期にわたる詳細な地上エアロゾル観測結果や,東アジアにおけるモニタリングデータ,ならびに衛星による雲粒半径の解析アルゴリズムなどの観測結果を収集した.今後これら観測結果と数値計算を併せた研究を行う事によって,同寒冷化効果の高精度評価につながる事が期待できる.

据说，在大气气溶胶中，特别是硫酸盐气溶胶等湿气气溶胶中，据说具有通过充当云凝结核来间接冷却地球的效果，从而降低了云粒径并延长云层寿命（间接冷却效应），但其影响的可靠性很低。自2000年7月以来，Miyakejima释放了硫酸盐气溶胶，这些气溶胶可通过火山活动与所有亚洲的人为排放相媲美。在2016年，云和气溶胶的动态扩大。我们一直在努力开发一个数值模型，以了解该区域，并详细研究其适用性和Miyakejima火山的喷发案例，我们已经对源自Miyakeakejima的硫酸盐气溶胶引起的各种环境变化进行了研究。结果，我们只掌握了动力学，没有达到冷却的效果，但是我们发现了以前尚未提及的新环境效应。硫酸盐气溶胶不仅在地面上直接有酸沉积物，而且在火山空气中也有酸沉积物。氨，硝酸，盐酸等的气气溶胶分布发生了巨大变化。这鼓励了非沃尔代岩（主要是人为）硝酸，盐酸等的二级环境酸化。此外，硫酸盐离子在极酸化的气溶胶中作为硫酸盐离子也存在。在2017年，我们使用一种工具来定量评估与气溶胶增加和使用颗粒光谱相关的云物理过程的全局冷却的影响。我们已经开发了使用LE方法来计算的数值模型，并确认了与先前研究一致的结果。我们还收集了Chubu山区Happo-One酸雨测量站的详细长期地面气溶胶观察结果，监测东亚的数据，以及用于分析卫星云谷物半径的算法。通过进行将这些观察结果与数值计算相结合的研究，预计这将导致对冷却效果的高精度评估。

项目成果

Change of aerosol and precipitation in the mid troposphere over central Japan caused by Miyake volcano effluents

三宅火山喷水引起的日本中部对流层中部气溶胶和降水变化

• 发表时间: 2004
• 期刊: Air Pollution XII, WIT Press.ISBN 1-85312-722-1
• 作者: H.Ueda;M.Kajino;H.Satsumabayashi
• 通讯作者: H.Satsumabayashi

MICS-Asia Phase II : Model Intercomparison Study collaborated with EANET.

MICS-亚洲第二期：与 EANET 合作进行模型比对研究。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of 7th International Conference on Acid Deposition, Czech Hydrometeorological Institute, ISBN 80-86690-25-3
• 作者: T.Sakurai;M.Kajino 他
• 通讯作者: M.Kajino 他

MICS-Asia Phase II : Performance of current air quality models in predicting aerosol sulfate and nitrate in East Asia.

MICS-亚洲第二阶段：当前空气质量模型在预测东亚气溶胶硫酸盐和硝酸盐方面的表现。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of 7th International Conference on Acid Deposition, Czech Hydrometeorological Institute, ISBN 80-86690-25-3
• 作者: H.Hayami;M.Kajino 他
• 通讯作者: M.Kajino 他

Effects of Miyake volcanic effluents on airborne particles and precipitation in Central Japan.

三宅火山流出物对日本中部空气颗粒物和降水的影响。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Journal of Geophysical Research 109(D19)
• 作者: H.Satsumabayashi;M.Kajino;H.Ueda et al.
• 通讯作者: H.Ueda et al.

エアロゾル重量測定値における残存含水量

气溶胶重量测量中的残余水含量

• 发表时间: 2004
• 期刊: 京都大学防災研究所年報 47B
• 作者: 梶野瑞王;植田洋匡;W.Winiwarter;M.Amann
• 通讯作者: M.Amann