西太平洋域における対流圏窒素酸化物・オゾンの輸送と光化学収支の解明

阐明西太平洋地区对流层氮氧化物和臭氧的传输和光化学平衡

基本信息

批准号：
02J07875
负责人：
宮崎雄三
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では昨年度に引き続き、2001年春に行われたNASA航空機観測キャンペーンTRACE-Pで研究員自身が測定を行った窒素酸化物の組成データや、他の研究グループから提供される大気成分データを用いることで、窒素酸化物の収支について解析を行った。その結果、西太平洋域の大気境界層(高度0-2km)及び下部自由対流圏(高度2-6km)で観測された総窒素酸化物(NO_y)は個々に測定された気相の窒素酸化物成分の総和と比べて系統的に10-20%高く、考えうる気相成分以外の成分がNO_y測定へ寄与していることが示唆された。そこで、同時測定された微小モードの硝酸エアロゾルと、この差を詳細に比較した。その結果、NO_y測定器が微小モードの硝酸エアロゾルを検出していたことが明らかになり、そのほとんどが硝酸アンモニウムの形態で存在していたと推定された。NO_y測定器による硝酸エアロゾルの直接測定は過去の航空機観測では報告されておらず、本研究による報告が初めてである。これらの結果は硝酸の大気中における寿命、さらには対流圏オゾンやエアロゾルの収支を考える上で非常に重要である。さらに他の物質との相関解析や後方流跡線解析から、東南アジアでのバイオマス燃焼と中国での化石燃料の燃焼が、微小モード硝酸エアロゾルの主要なソースであることが明らかになつた。微小モード硝酸エアロゾルのNO_yへの寄与は高度0-4kmで最も大きく、10-20%を占めたことが明らかになった。また、航空機搭載型の二酸化窒素(NO_2)測定器の高精度化のための室内予備案験を行った。具体的には、測定時の干渉成分除去や冷却等によるNO_2光解離システムの安定化を行った。その結果、測定の不確定性を18%以下、検出下限を6pptv(体積混合比1兆分の6)までに抑えることに成功し、航空機観測におけるNO_2のより高精度での測定が実現可能になった。

在这项研究中，在去年之后，我们通过使用研究人员本身在2001年春季举行的Trace-P NASA飞机观察活动中测量的氮氧化物的组成数据，以及其他研究组提供的大气内容数据。结果表明，西太平洋地区的大气边界层（高度为0-2km）中观察到的总氮氧化物（NO_Y）和较低的自由对流层（高度为2-6公里）在系统上比单个测量的氮氧化物成分的总和高10-20％，这表明与可能的vapor阶段相比，该成分的成分是构成效果。因此，我们比较了同时测量的微石一硝酸气溶胶以及详细的差异。结果，据揭示了NO_Y仪器在小模式下检测到硝酸盐的气溶胶，据估计，其中大多数以硝酸铵的形式存在。在过去的飞机观测中尚未报告使用NO_Y测量仪器对一硝化气溶胶进行直接测量，这是本研究的第一份报告。这些结果对于考虑大气中硝酸的寿命以及对流层臭氧和气溶胶的平衡非常重要。此外，与其他物质和向后流动轨迹分析的相关性分析表明，东南亚的生物质燃烧和中国化石燃料燃烧是硝酸盐气溶胶的主要来源。据透露，微米硝酸盐气溶胶对NO_Y的贡献是0-4公里的高度最大，占10-20％。此外，我们进行了室内初步测试，以提高飞机安装的二氧化氮（NO_2）测量仪器的准确性。具体而言，通过在测量和冷却过程中去除干扰成分来稳定NO_2光解离系统。结果，我们成功地将测量值的不确定性降低到了18％，检测极限为6PPTV（6/1万亿卷的混合率），从而使飞机观测中NO_2的较高准确度测量成为可能。