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。

继去年之后，这项研究将利用研究人员自己在2001年春季进行的NASA机载观测活动TRACE-P期间测量的氮氧化物成分数据，以及其他研究小组提供的大气成分数据进行平衡分析。氮氧化物。因此，西太平洋地区大气边界层（0~2 km高度）和低层自由对流层（2~6 km高度）观测到的氮氧化物总量（NO_y）即为测得的气相氮氧化物组分它比 NO_y 的总和系统地高 10-20%，这表明除了可能的气相成分之外的其他成分也有助于 NO_y 测量。因此，我们将这种差异与同时测量的微模式硝酸气溶胶进行了详细比较。结果表明，NO_y测定仪以微小模式检测到硝酸气溶胶，推测大部分为硝酸铵的形式。利用NO_y测量仪器直接测量硝酸气溶胶在以往的飞机观测中尚未见报道，本研究尚属首次报道。当考虑硝酸在大气中的寿命以及对流层臭氧和气溶胶的平衡时，这些结果非常重要。此外，与其他物质的相关性分析和回溯轨迹分析表明，东南亚的生物质燃烧和中国的化石燃料燃烧是小模式硝酸盐气溶胶的主要来源。结果表明,0~4 km海拔高度,微小模式硝酸盐气溶胶对NO_y的贡献最大,占10~20%。此外，我们还进行了初步的室内实验，以提高机载二氧化氮（NO_2）测量仪的精度。具体来说，我们通过在测量过程中去除干扰成分和冷却来稳定NO_2光解离系统。结果，我们成功地将测量不确定度降低到18%以下，检测限达到6 pptv（体积混合比为万亿分之六），使得在飞机观测中更高精度地测量NO_2成为可能。