光学的オフライン分析に基づく非水溶性エアロゾルの氷晶核への寄与解明

基于光学离线分析阐明水不溶性气溶胶对冰晶核的贡献

基本信息

批准号：
22K18024
负责人：
大畑祥
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Nagoya University
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-22K18024/
关键词：
エアロゾル氷晶核鉱物ダスト黒色炭素バイオエアロゾル

项目摘要

鉱物ダストや黒色炭素（BC）などの非水溶性エアロゾル粒子（WIAPs）は、放射や雲との相互作用を通じて気候に影響を及ぼしている。しかし、大気中のWIAPsの種別を特定し、その数濃度を定量化する手法は限られており、これらの動態の理解は不十分である。本研究では、大気中のエアロゾルをフィルタに採取し、水中に分散させ、個々の粒子の複素散乱振幅を測定する新しい光学的手法により、WIAPsの分類と数濃度定量を試みた。複素散乱振幅は、粒子の複素屈折率・体積・形状に依存する複素数のパラメータである。2021年春季に名古屋の都市大気で採取されたWIAPsの複素散乱振幅を測定し、その特徴に基づいてWIAPsをダスト様粒子・BC様粒子・バイオエアロゾル様粒子に分類した。BC様粒子の数濃度は他の測定器により独立に測定されたBC数濃度と強く相関した。また、観測期間中の主要なWIAPsはダスト様粒子とBC様粒子であり、電子顕微鏡分析とも整合的なデータが得られた。これらの結果は、本手法がWIAPsの時空間分布を定量する新しい手法として、様々な大気環境での観測に応用できる可能性を示すものである。本結果をまとめ、査読付き国際誌に投稿した。また、都市大気におけるバイオエアロゾルの動態を理解するため、東京スカイツリーにおいて蛍光性エアロゾルの長期観測を実施し、初期的な解析結果を得た。今後、バイオエアロゾル数濃度の季節変化と氷晶核数濃度への寄与を明らかにするためのデータ解析を進める。

水不溶的气溶胶颗粒（WIAP），例如矿物粉尘和黑碳（BC），通过辐射和与云的相互作用影响气候。但是，有限的方法可以识别大气中的WIAP类型并量化其数量浓度，并且对动态的理解不足。在这项研究中，我们试图通过使用一种新的光学技术对WIAP进行分类和量化，该技术涉及将大气气溶胶收集到过滤器中，将其分散在水中，并测量单个颗粒的复杂散射幅度。复杂的散射幅度是一个复杂的参数，取决于粒子的复杂折射率，体积和形状。在2021年春季，测量了在名古屋城市大气中收集的WIAP的复杂散射幅度，并根据其特征将WIAP分类为类似粉尘的颗粒，类似BC的颗粒和生物素样颗粒。 BC样颗粒的数量浓度与由其他仪器独立测量的BC数浓度密切相关。此外，观察期间的主要WIAP是类似粉尘的颗粒和BC样颗粒，并且获得了与电子显微镜分析一致的数据。这些结果表明，该方法可以应用于各种空气环境中的观察结果，作为量化WIAPS时空分布的新方法。结果已编译并提交给同行评审的国际杂志。此外，为了了解城市气氛中的生物溶质的动力学，在东京Skytree进行了荧光气溶胶的长期观察，并获得了初步分析结果。将来，我们将继续分析数据，以阐明生物溶质数浓度的季节性变化以及对冰晶核数浓度的贡献。