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。

由于担心气候变化导致强降雨增加，人们强烈希望阐明降水过程。作为冰晶核的特殊气溶胶颗粒与降水的引发密切相关，但这一知识尚未得到充分证实。在这项研究中，我们将针对降水中残留的冰晶核进行观测研究。今年，我们检查了采样和分析方法。定制设计的雨水收集装置可以获取1毫米、2毫米和3毫米的降水样本。 2022年5月至2022年3月从埼玉县环境科学国际中心屋顶采集样本，对冰晶核和主要离子成分进行了分析。作为比较，我们还采集了富士山顶的云水，并进行了类似的测量和分析。对初始降水的分析结果表明，降水前1毫米内主要离子浓度较高，并有逐渐下降的趋势，这与以往的酸雨研究结果相似。另一方面，可知冰晶核的数量浓度没有明显的规律，可以认为该结果是前所未有的。冰晶核数量与以往研究中降水中的冰晶核数量浓度范围相近，但与富士山山顶云水中的冰晶核数量浓度相比有更高的趋势。人们认为，已经获得了研究从天空云到地面降水的冰晶核的初步数据。本财年末，我们在埼玉县环境科学国际中心的屋顶安装了激光降水量雪计（disdrometer）。这使得以高时间分辨率获得雨滴数密度、粒径分布、下落速度分布和降水量信息成为可能。

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