Searching for traces of ice-nucleating particles in precipitation: Ice-nucleating particles and microorganisms contributing to precipitation

寻找降水中冰核颗粒的痕迹：促成降水的冰核颗粒和微生物

• 批准号: 22K14102
• 负责人: 村田 浩太郎
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Center for Environmental Science in Saitama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14102/
• 关键词: 氷晶核; 雨; 降水; バイオエアロゾル

気候変動に伴う豪雨の増加が懸念される中で、降水過程の解明が強く望まれる。降水の開始には氷晶核としてはたらく特別なエアロゾル粒子が深く関与しているが、その知見は十分に確立されていない。本研究では降水に痕跡として残る氷晶核を対象とした観測研究を実施する。今年度は採取・分析法の検討を実施した。雨水採取装置を特注で設計し、降り始め1mm、2mm、3mmの降水試料を得ることが可能になった。2022年5月から3月に埼玉県環境科学国際センター屋上にて試料を採取し、氷晶核と主要イオン成分を分析した。比較対照として富士山頂（上空）の雲水の採取も行い、同様の計測・分析を行なった。初期降水の分析結果から、主要イオン濃度は降水冒頭の1mmで高く次第に減少する傾向が見られ、既往の酸性雨研究と同様の結果が得られた。一方で、氷晶核数濃度については明確なパターンがないことが明らかになり、これまでにない結果が得られたと考えられる。氷晶核の数量としては、既往研究での降水中氷晶核数濃度の範囲と同程度であったが、富士山頂での雲水中氷晶核数濃度と比較した場合は高い傾向であった。上空の雲から地上の降水に至るまでの氷晶核を考察していく上での初期的なデータは得られたと考えられる。年度末には埼玉県環境科学国際センター屋上にレーザー降水降雪計（ディスドロメーター）を設置することができた。これにより、雨滴の数密度や粒径分布、落下速度分布、降水量の情報も高時間分解能で得られるようになった。

由于担心由于气候变化而增加降雨，因此有强烈的渴望阐明降水过程。充当冰核的特殊气溶胶颗粒与降水的发作深度参与，但是它们的发现尚未完全确定。这项研究将对冰晶核进行观察性研究，并作为降水痕迹。今年，我们进行了一项有关采样和分析方法的研究。雨水收集设备是定制设计的，当它们开始掉落时，可以获得1mm，2mm和3mm的降水样品。从5月至2022年3月，在Saitama省国际环境科学中心收集了样品，并分析了冰晶核和主要离子成分。作为比较，收集了来自富士山顶的云水（上图），并进行了类似的测量和分析。初始降水的分析结果表明，在降水开始时，主离子浓度趋于在1 mm时逐渐降低，并且与先前的酸雨研究一样获得了类似的结果。另一方面，已经发现没有明确的冰晶核浓度模式，并且人们认为已经获得了前所未有的结果。在先前的研究中，冰核的量与降水中的冰核的浓度大致相同，但是与富士山顶上的云水中的冰核浓度相比，冰核的数量往往更高。人们认为，对于考虑从上方的云到地面沉淀的冰晶核获得的初始数据。在财政年度结束时，激光降水雪计（Dromogeter）能够安装在Saitama省国际环境科学中心的屋顶上。这允许有关数量密度，粒度分布，降速分布和降水量的信息，并以高时间分辨率获得雨滴的降水量。

项目成果

雲の中の氷の種を探す－富士山頂での氷晶核観測2022

寻找云中的冰种子——2022年富士山山顶冰晶核的观测

• 发表时间: 2023
• 作者: 村田浩太郎;米持真一;大河内博;鴨川仁
• 通讯作者: 鴨川仁

自由対流圏における氷晶核濃度－2021年夏季の富士山頂における観測

自由对流层中的冰核浓度 - 2021 年夏季富士山山顶观测

• 发表时间: 2022
• 作者: 村田浩太郎;米持真一;大河内博;鴨川仁
• 通讯作者: 鴨川仁