【研究領域課題番号】20H00638 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境変動 / 気候変動 / 極地 / 地球変動予測

【研究成果の概要】

北極の５地点で、他グループにより他の手法で測定されてきたBCの値をCOSMOSの値と比較し、COSMOS以外の測定器の値をBCに変換するための係数とその変動を推定した。この結果を論文として国際誌に発表した。
降水中の酸化鉄（FeOx）レーザー誘起白熱法で測定するのであるが、BCとの分離、水からの抽出効率、長期保存した場合の粒径分布の安定性といった点について、実験的・理論的に調べた。この結果を論文としてまとめた。
ニーオルスンにおいける降水の採集を継続した。降水中のBC濃度の測定は、BCを水中から大気中に浮遊させた後にSP2で検出するという独自に開発した方法を用いた。この測定と降水量の気象観測から、沈着フラックスを推定し、BCの降水除去の動態を明らかにした。冬季は人為起源BC、夏季は森林火災起源BCに注目した解析を行った。この結果を論文として国際誌に発表した。
ニーオルスンにおいて採集した降雪・降水試料中の硫酸塩濃度をイオンクロマトグラフィー法により測定した。また気象データを組みあわせてBCと同様に硫酸塩の沈着フラックスを推定した。
これまで開発してきた全球エアロゾルモデルを用いて北極大気中および降水中のBCの観測によってモデルを評価・検証した。また、北極におけるBCの発生源寄与（東アジア・ロシアの人為発生源、シベリアのバイオマス燃焼など）の季節変動を調べた。この結果を論文としてまとめ、国際誌に投稿した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16H01770 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境変動 / 気候変動 / 極地 / 地球変動予測 / 機構変動

【研究成果の概要】

急速に温暖化が進行しつつある北極域での気候変動には、温室効果に加え、エアロゾルの影響も大きいと考えられているが、その不確定性も大きい。ブラックカーボン（BC）は大気中での加熱作用に加え、雪氷面に沈着し雪・氷の反射率を低下させる効果がある。これらの効果はBCの微物理特性・濃度・沈着量に依存する。またこれらの物理量は、その発生・輸送・沈着過程に大きく支配される。北極域でのこれらの物理量の高精度観測が著しく乏しくこれらの過程の解明が遅れていた。本研究では新たに開発した観測手法を用いて、重要な物理量の観測を北極で行った。また数値モデル計算も行いBCの気候影響に関する過程の定量的な理解を進展させた。

【研究の社会的意義】

ブラックカーボン（BC）エアロゾルによる加熱効果は北極の気候に影響すると考えられている。これまで、この効果の定量的な評価はBCの微物理特性・濃度・沈着量などの高精度の観測が不十分なため大きな不確定性があった。本研究では先端的な観測手法を用いて、これらの物理量の高精度観測を北極で初めて行った。数値モデル計算も行いモデル計算の信頼性の評価も行った。
このような、研究の大きな進展は、今後の北極の気候変動の理解に貢献すると考えられる。BCの気候への影響を正しく理解することは、社会的な対応を考える上で重要である。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】19310009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地球観測 / リモートセンシング / テラヘルツ / 赤外材料・素子 / 量子エレクトロニクス / 環境変動 / 先端機能デバイス / 地球変動予測 / 超伝導材料・素子

【研究成果の概要】

大気中の酸素原子(OI)やOHラジカルは、オゾン層回復・破壊や地球温暖化、揮発性有機物質の消失過程について理解を深める上で鍵を握る成分である。我々はこれらのガス種の1.8-4THz帯スペクトル線のリモートセンシグを実現すべく、NbTiN超伝導細線を集積したホットエレクトロンボロメータミクサと呼ばれる次世代のヘテロダイン検出素子の改良・開発を行った。さらに、低振動のパルス管冷凍機を用いた冷却性能評価システムを開発し、これを実際に用いて、1.5THz帯でのHEBM素子の雑音性能、動作安定性を評価した。その結果、1600K以下の雑音温度(RF/LO結合効率とレンズ表面での反射を校正)を実現した。さらに、この最小雑音温度域には、中間周波(IF)出力(0.8-1.5GHz)の極大値が存在し、この場所において実用的な10秒以上の安定時間(アラン分散)を得られることが分かった。これは、電流電圧(局部発振波パワー)の揺らぎの影響がIF極大域では緩和されることを示唆する。我々のHEBM素子は特異な特徴をもつことが分かったが、これらは、本申請において安定・高信頼の冷却系・バイアス回路系などの評価システムをあわせて開発したことで、初めて得ることができた成果である。今後HEBMの1.8-4THz帯での高感度化・安定化を図り、測器搭載による実観測を目指す。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2009

【配分額】20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)

【研究分野】気象・海洋物理・陸水学

【研究領域課題番号】17540413 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

梅雨 / 気候変動 / 環境変動 / 水循環 / 地球変動予測 / 経年変動

【研究成果の概要】

本研究計画では、我が国の夏季水資源管理にとって重要な梅雨降水の年々変動特性、関連する大規模大気循環場、そして西太平洋における大気海洋相互作用の役割を議論する。主な研究成果は、(1)黒潮域の大気海洋相互作用が10 年規模の梅雨前線活動に及ぼす影響を明らかにした点、(2)エルニーニョ/南方振動現象が梅雨前線の北進中にその活動度をいかに変質させるか、を解明した点、そして(3)梅雨前線活動に2-3 年周期、3-4 年周期、そして新たに6 年周期変動の卓越を見出し、各時空間変動特性を明らかにした点、の3 点である。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005 - 2008

【配分額】3,770千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 570千円)