Emission and removal of solid organic aerosol particles from biomass burning and their climate effects

生物质燃烧产生的固体有机气溶胶颗粒的排放和去除及其气候影响

• 批准号: 19H04259
• 负责人: 足立 光司
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Japan, Meteorological Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H04259/
• 关键词: ターボール; 森林火災; エアロゾル; 電子顕微鏡分析; 気候影響; 電子顕微鏡; 気候変動; 大気観測; 航空機観測; 地球気候; 飛行機観測

気候変動に影響を与えるエアロゾルの一つに、森林火災から大量に発生する固体有機物粒子（ターボール）があげられる。このターボールは、主要エアロゾル種に匹敵する排出量が推定されながら、生成・除去プロセスや光学特性など、気候モデルに組み込むための必要なデータがなく、世界的にターボールの気候影響はほとんど分かっていない。そのターボールの理解のため、2019年度の夏季に北米において航空機観測（FIREX-AQ）に参加し、バイオマス燃焼由来の試料を採取して透過型電子顕微鏡を用いて分析した。そして、新たに開発した画像解析手法によるターボールの検出と、透過型電子顕微鏡を使った組成分析を組み合わせて、10以上の森林火災から生じた粒子の生成メカニズムについて解析を行った。ターボール粒子に加え、新たな森林火災由来のエアロゾル粒子種として灰粒子を新たに提唱した。電子顕微鏡分析、化学分析などを組み合わせて、その存在量や特性を明らかにした。また、年間の排出量の推定も行い、重要なエアロゾル源になることを明らかにした。これらの内容をまとめ、Journal of Geophysical Research誌に出版を行った（Adachi et al. 2022）。また、成層圏から由来するナノサイズの隕石成分について解析を行った。これらの粒子も森林火災由来粒子と同様に気候に影響をもたらす可能性がある。気象条件や化学分析からこれら粒子の挙動を粒子の画像とともに明らかにし、現在論文投稿中である。最後に、北極における森林火災由来エアロゾル粒子の特徴を調べ、春秋に多い傾向を示した。また、これらの粒子が雲の生成に与える影響を解析し、論文投稿に向けて準備中である。

一个影响气候变化的气雾剂是固体有机颗粒（Talbores），这些颗粒是由森林火灾大量生产的。虽然估计与主要气溶胶物种相当的排放，但涡轮增压物没有必要的数据将其纳入气候模型，例如生产和去除过程和光学性质，并且由于涡轮的气候影响而在全球范围内闻名。为了理解这一点，我们于2019年夏天参加了北美的飞机观测（FIREX-AQ），并使用透射电子显微镜收集并分析了从生物质燃烧的样品。然后，我们使用新开发的图像分析方法与透射电子显微镜结合了涡轮小球的检测，以分析由10个以上的森林火灾引起的粒子产生机理。除了涡轮颗粒外，还提出了灰分颗粒，作为源自新森林火灾的新气溶胶颗粒。将电子显微镜分析和化学分析合并，以阐明其丰度和特性。它还估计年度排放量，表明它将成为气溶胶的重要来源。这些内容总结并发表在《地球物理研究杂志》（Adachi等，2022）中。我们还分析了源自平流层的纳米尺寸陨石成分。这些颗粒，例如森林衍生的颗粒，可能会产生气候影响。这些颗粒的行为以及来自天气条件和化学分析的颗粒图像揭示了，目前正在提交。最后，我们研究了北极森林火灾衍生出的气溶胶颗粒的特征，显示了春季和秋季常见的趋势。此外，分析了这些颗粒对云产生的影响，并为提交纸张做准备。

项目成果

Spherical tarballs form through chemical and physical evolution of primary organic particles in biomass-burning smoke

球形焦油球是通过生物质燃烧烟雾中初级有机颗粒的化学和物理演化而形成的

• 发表时间: 2020
• 作者: Adachi;K.;Kinase;T.;Scheuer;E. M.;Dibb;J. E.;Katich;J. M.;Schwarz;J. P.
• 通讯作者: J. P.

Physical and chemical analyses of aerosol particles from biomass burning using transmission electron microscopy

使用透射电子显微镜对生物质燃烧产生的气溶胶颗粒进行物理和化学分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Adachi;K.
• 通讯作者: K.

Concentrations and Size Distributions of Black Carbon in the Surface Snow of Eastern Antarctica in 2011

• DOI: 10.1029/2019jd030737
• 发表时间: 2020-01
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Atmospheres
• 作者: Takeshi Kinase;Kouji Adachi;N. Oshima;K. Goto‐Azuma;Yoshimi Ogawa‐Tsukagawa;Yoshiko Kondo;N. Moteki;S. Ohata;Toshiya Mori;Masahiko Hayashi;K. Hara;Hiroto Kawashima;Kazuyuki Kita

Stockholm University(スウェーデン)

斯德哥尔摩大学（瑞典）

Arctic black carbon during PAMARCMiP 2018 and previous aircraft experiments in spring

PAMARCMiP 2018 期间以及之前春季飞机实验期间的北极黑碳

• DOI: 10.5194/acp-21-15861-2021
• 发表时间: 2021
• 期刊: Atmos. Chem. Phys.
• 作者: Ohata;S.;Koike;M.;Yoshida;A.;Moteki;N.;Adachi;K.;Oshima;N.;Matsui;H.;Eppers;O.;Bozem;H.;Zanatta;M.;and Herber;A. B.
• 通讯作者: A. B.