ISSN 2189-8839

Archives of Atmospheric Chemistry Research
第 41 号

目次

総説―トピックス：エアロゾルと雲の相互作用―

Article No.

全球モデルによるエアロゾル雲相互作用に関する研究 ············································ 佐藤陽祐

041A01

混相雲内でのエアロゾルの氷晶核としての役割 ····························································· 當房豊

041A02

降水雲の過飽和度を観測から制約する：エアロゾル空間分布の予測のために····························································································· 茂木信宏，森樹大，松井仁志，大畑祥

041A03

会員からのお知らせ
ブルーヘイズについて········································································································· 横内陽子

041N01

書評 『詳解 大気放射学 - 基礎と気象・気候学への応用 -』 ··································· 竹川暢之

041N02

学会からのお知らせ
第 24 回大気化学討論会開催のお知らせ ······························ 角皆潤，長田和雄，須藤健悟，
中川書子，永尾一平，松井仁志，神沢博，柴田隆，持田陸宏，大畑祥，水野亮，長濱智生

041N03

JpGU2019「大気化学セッション」開催報告 ·································日本大気化学会 運営委員会

041N042019 年度日本大気化学会奨励賞の候補者募集 ····················日本大気化学会 運営委員会

041N05

第 43・44 回日本大気化学会運営委員会議事録 ·····················日本大気化学会 運営委員会

041N06

日本大気化学会会員集会プログラム ··········································日本大気化学会 運営委員会

041N07

第 11 期日本大気化学会役員選挙の結果について ······· 日本大気化学会 選挙管理委員会

041N08

記事のご投稿について
論文や記事のご投稿をご検討されている方は，事前に本誌編集委員または日本大気化学会運営委員までご相談下さい。
大気化学研究編集委員：森本真司（共同編集長），山地一代（共同編集長），竹谷文一，宮崎雄三
日本大気化学会運営委員（第 11 期，2019 年 7 月 1 日から）：
谷本浩志（国立環境研究所），金谷有剛 (海洋研究開発機構)，内田里沙 (日本自動車研究所)，
江口菜穂 (九州大学)，齋藤尚子 (千葉大学)，関山剛 (気象研究所)，竹川暢之 (首都大学東京)，
豊田栄 (東京工業大学)，永島達也 (国立環境研究所)，中山智喜 (長崎大学)，廣川淳 (北海道大学)，
森本真司 (東北大学)，山地一代 (神戸大学)

総説 ―トピックス： 「エアロゾルと雲の相互作用」―

Research Focus

Article No. 041A01

全球モデルによるエアロゾル雲相互作用に関する研究
Research of Aerosol Cloud Interaction using Global Scale Models
佐藤陽祐 1，2*
エアロゾルと雲の相互作用（エアロゾル雲相互作用）は，1990 年代に初めて提唱されて以来，多くの観測的研究や数値シミュレーションによる数値的研究によって議論がされてきたが，提唱されてから30 年が過ぎようとしている現在においても，気候予測の最大の不確定性要因の一つである。このエア
ロゾル雲相互作用の影響を評価するために気候モデル（大循環モデル）や全球雲解像モデルといった全球スケールの数値モデルが用いられてきた。本稿では全球スケールの数値モデルでのエアロゾ
ル雲相互作用の表現方法と，これまでの全球スケールの数値モデルについて解説する。

１．エアロゾルの気候影響変化する。このような雲の特性が変化することによっ

大気中に存在する微粒子はエアロゾルと呼ばれる。

て，雲を介して地球の放射収支が変化する効果は間エアロゾルは，例えば，砂漠から風によって巻き上げ

接効果と呼ばれ，雲の放射特性が変化する効果はられる砂粒，海面の水しぶきで発生する粒子，森林

第 1 種間接効果[Twomey, 1977]，雲の寿命が変化す

火災や農業活動の結果放出される有機物，工場排る効果は第 2 種間接効果と呼ばれる[Albrecht, 1989]。

出物に含まれる粒子，大気中で気体が化学反応する

これらの効果による地球の放射エネルギー収支へことによって生じる粒子など様々な放出源を持ち，その影響は気候変動に関する政府間パネル

れぞれに異なる物理・化学特性を持つ。このエアロゾ（Intergovernmental Panel for Climate Change, IPCC）

ルは，それ自身が太陽放射を反射・吸収することによ

第 5 次報告書 (AR5) [Stocker et al., 2013]にまとめらり地球の放射特性を変化させ，地球の放射エネルギ

れている。IPCC では様々な要因が気候に与える影

ー収支に大きな影響を持つ。このように放射過程を介して直接的に地球の放射エネルギー収支に与える効果をエアロゾルの直接効果と呼ぶ。この直接効
果に加え，主に黒色のエアロゾル（ブラックカーボンなど）が太陽放射を吸収する結果，それらのエアロゾ
ルが主に存在する大気下層を温め，大気の温度構造が変化する効果を準直接効果と呼ぶ。
一方，エアロゾルは雲粒や氷粒の核として働くことが知られており（前者を Cloud Condensation Nuclei(CCN)，後者を Ice Nuclei (IN)と呼ぶ），エアロゾルの
図 1 IPCC AR5 で見積もられた気候変動を引き起こすさまざまな要
素の有効放射強制力。IPCC AR5 第１作業部会報告書技術要約の翻訳文（気象庁ホームページより）より抜粋。

数が変化することによって，雲粒のサイズが変化し，雲の放射特性，微物理特性，降水特性，寿命などが1大気化学研究 第 41 号 (2019)

響を，放射強制力という量を用いて見積もっている。

には，全球スケールでの観測や数値実験が必要であ

放射強制力とは，なんらかの要因（例えば，二酸化炭る。エアロゾルの直接効果による気候影響は GCM に素の増加など）によって地球気候系に変化が起こっ

よって見積もりがはじまった[Mitchell et al., 1995]。

た際に，その要因によって引き起こされる放射エネル

2000 年代前半になると，全球を網羅的に観測できる

ギー収支の変化量である[中島・竹村, 2009]。

極軌道衛星を用いて，直接効果のみならず間接効

IPCC AR5 では，直接効果は Aerosol-Radiation

果の見積もりが盛んに行われるようになる（例えば，Interaction（エアロゾル・放射相互作用: ARI），間接

Nakajima et al., 2001; Sekiguchi et al., 2003; Quaas et

効果は Aerosol-Cloud Interaction（エアロゾル・雲相

al., 2004; Kaufman et al., 2005; Matsui et al., 2006 な

互作用: ACI）という言葉で表現され，ARI と ACI の有ど）。2000 年代中頃〜後半に入ると，エアロゾル輸送

効放射強制力[中島・竹村, 2009]は，それぞれ-0.45

モデルを結合した GCM（例えば Spectral Radiation--2-2

W m ，-0.45 W m であるとされている（図 1 またはTransport Model for Aerosol Species: SPRINTARS：IPCC AR5 の図 8.15）。温室効果ガスとしてよく知られ

Takemura et al., 2005, Goddard Chemistry Aerosol-2ている二酸化炭素の放射強制力は 2.83 W m で，エRadiation and Transportation: GOCART Chin et al.,

アロゾルの放射強制力とは逆符号であるためエアロ2000a; Chin et al., 2000b）によって間接効果の見積もゾルの効果は温室効果ガスによる地球を温める効果りが行われるようになる[Suzuki et al., 2004; Quaas etを抑制すると考えられてきた。しかしながら，ARI，al., 2004; Matsui et al., 2006] 。それ以降 GCM をは

ACI の不確実性（図 1 ではエラーバーに相当する）

じめとする数値モデルは，衛星観測と並んで，気候は大きく，ACI の科学的な確信度は「低い」とされて予測や気候影響評価に大きな貢献をしてきた。

おり，今後更なる研究が必要なことがうかがわれる。

これらの数値モデルには様々な手法が存在するが，放射強制力の見積もりには地球全体を覆った大循環格子法と呼ばれる数値モデルについて解説する（他モデル(General Circulation Model: GCM，近年は気にはスペクトル法などがある）。格子法では地球を図候モデル・Global Climate Model と表記されることも多２のように格子に分割して表現する（図 2 は地表面付い)と呼ばれる全球数値モデルが用いられる。本稿で近のみの格子を描いているが実際には鉛直方向にもは数値モデルを用いて ACI を見積もる上での問題や，格子が重なっていることに注意）。これらの格子の中それを解決する取り組み，それらの取り組みにより得られた近年の成果を紹介する。
なお，ACI によ る雲への影響は，エアロゾルがCCN または IN として働くことで生じるが，IN による影響に関しては未解明な部分が多い。そのため，数値モデルによっては IN による影響を考慮していないものもある。そこで，本稿では主にエアロゾルが CCN として働く効果に関して ACI のモデル内での表現方法について解説する。

2．数値モデルによるエアロゾル雲相互作用の表
現

図 2 地球を格子で分割して表現した一例。この例では地
球を六角形または五角形の格子で分割して表現する（東京大学三浦准教授提供）

ACI も含めた，様々な気候変動要因を議論する際

2

大気化学研究 第 41 号 (2019)
184

JOURNAL OF THE ATMOSPHERIC SCIENCES

VOLUME 61

で，気温，風速・風向，気圧などを定義し，大気の流れを流体力学に基づいて計算する（具体的にはナビ
エ・ストークスの式，連続の式，気体の状態方程式などの式を解く）。
ACI や ARI を表現するためには，エアロゾルと雲を扱う必要があるため，各格子で流体力学の変数に加えて，エアロゾルや雲粒の数密度や質量，水蒸気の質量（混合比や比湿で表現されることが多い）を定
義し，大気（流体）の流れに従ってエアロゾルや雲が輸送されるように計算を行う。加えて，エアゾロルの発生・消滅や雲粒の成長過程といった物理過程を各格
図 3 (a)衛星観測と(b)MIROC-SPRINTARS により得られた暖かい雲の雲頂付近の有効半径の全球分布（単位は µm）。MIROCSPRINTARS によって，エアロゾルが多いとされる陸上と，東アジア
は有効半径が小さく，エアロゾルの少ない海上は有効半径が大きいという特徴が表現されている。[Suzuki et al., 2004] より抜粋(© American Metrological Society, used with permission)子で計算することで雲やエアロゾルが数値モデルの中で表現される。
エアロゾルの発生は風速に基づいて海面から発生する海塩粒子のように[Monahan et al., 1986]モデル
内の物理量から診断的に計算されるものもあれば，モデル外部から与えられるものもある。これらの外部Interdisciplinary Research on Climate [MIROC:から与えられるエアロゾルのエミッションインベントリは

Watanabe et al., 2010]の Autoconversion による雲粒

様々なものが存在している[e.g., Janssens-Maenhout

FIG. 1. Four-month (Jan, Apr, Jul, and Oct 1990) mean global distributions of cloud particle effective radii from (top) AVHRR retrieval,(middle) GCM simulation with Berry’s parameterization, and (bottom) GCM simulation with Khairoutdinov’s parameterization.

から雨粒への変換率(P)の式は，
P = -l/tauto,

et al., 2012; Janssens-Maenhout et al., 2015; Myhre etal., 2013]。

𝜏"#$% =

では ACI はどのように表現されるかといえば，各格(1)()*+, ⁄-.
0-.

,

(2)

子におけるエアロゾルと雲粒の数濃度に基づいて表と表現される[Berry, 1968]。ここでa, b, g は定数，rは現される。なお数濃度を直接予報しないモデルでは

大気密度，l は雲水量（雲粒の質量），Nc は雲粒の数混合比などから経験的な仮定に基づいて診断的に密度である。各格子でのエアロゾル数密度が増えた

求められた数濃度が用いられる。エアロゾルの増加

場合，CCN として働くエアロゾルが増え，雲粒の形成に伴って，雲粒のサイズが小さくなることによって雲のプロセス（雲核形成）を介して，Nc が増加する。する

アルベドが増加し[Twomey, 1977]，寿命が長くなると，式(1)のtauto の分子，すなわち P の分母が増加す[Albrecht, 1989]ことが ACI であるため，エアロゾルのるため，P が小さくなる（成長が遅くなる）。これによっ増加によって雲粒が小さくなる効果がエアロゾルと雲てサイズの大きな雨粒の生成が抑制され，サイズの粒の量に基づいて表現される。

小さな雲粒が相対的に増加し，雲粒のサイズが小さくなる効果が表現される。また同時に，降水が抑制され具体的には数値モデルの中の雲微物理過程の一る結果，雲の寿命が延びる効果も表現される。

つである雲粒（半径が数十 µm の雲粒子）から雨粒（半径が数百 µm〜数 mm の雲粒子）への成長

モデルによって式(1), (2)の定式化は異なるものの，（Autoconversion と呼ばれる）の中でエアロゾルの効

多くの GCM このような方法で ACI を表現している。

果が表現される。例えば，日本を代表する GCM で

このような方法でエアロゾルの効果を取り入れること

IPCC の報告書にも結果を提供している Model for

で，GCM は ACI の観測事例を再現している。例えば，Suzuki et al. [2004]では MIROC-SPRINTARS を
3

大気化学研究 第 41 号 (2019)

用いてエアロゾルの効果を考慮した数値実験を行い，人工衛星から得られる（雲頂温度が 0ºC 以上の）暖かい雲の雲粒有効半径の全球分布を再現している（図3）。

3．雲解像モデル
2 章で示したように，GCM によってエアロゾルが雲粒に与える効果を再現した ACI の気候影響の見積もりが 2000 年代から盛んに行われてきた。しかしながら
それから 20 年近くが経った現在でも，ACI の見積もりの不確実性は依然として大きい。その理由は様々

図 4 雲微物理モデルでの雲の表現方法の模式図。雲の中の四角がモデルの格子を表す。

あるが，大きな要因の一つは，GCM が雲を解像していないことにある。本章ではその問題について解説

な積雲パラメタリゼーションの代わりに，雲微物理モする。

デルと呼ばれる雲粒の成長を計算する物理モジュー

図 2 で示したように，数値モデルでは地球を格子

ルを用いる。この雲解像モデルによって雲を直接表で分割して表現する。その際，格子内はよくかき混ぜ

現し，ACI の見積もりの不確実性を減らす試みがられていると仮定しているため，格子で定義される物

2000 年代後半から行われている。

理量は格子の平均値である。そのため，格子の幅よ雲微物理モデルでは各格子の雲粒の粒径分布

り小さい空間スケールを持つ現象は数値モデルでは（Size Distribution Function: SDF）を計算することで雲直接表現できない（解像できないという）。この格子のを表現する（図 4）。SDF をいくつかのモードで簡易的

幅を解像度と呼び，この解像度以下の空間スケールに表現するモデルをバルク法モデルと呼び，雲粒のを持つ現象はサブグリッドスケールの現象と呼ばれ，質量（数密度 SDF の 3 次のモーメント）のみで表現す

直接表現できないため，様々な方法によって間接的るモデルを 1-moment バルク，質量と雲粒の数密度に表現される。

（数密度 SDF の 0 次のモーメント）で表現するモデル

GCM の解像度は 2010 年代では数十 km から数を 2-moment バルクモデルと言う（同様に 3-moment

百 km に取ることが一般的であるが，代表的な雲一つ

バルク法なども存在するが，現在では 2-moment バルの ス ケー ルは 数 十 m 〜 数 km であ るた め [cf.

ク法が広く用いられている）。また SDF を直接表現す

Mölders and Kramm, 2014]，雲を解像することができるモデルのことをビン法モデルと呼ぶ。質量のみで雲ない。そのため，雲の効果は積雲パラメタリゼーショを表現する 1-moment バルク法よりも質量と数密度のンという半経験的な手法で取り入れられる。半経験的

2 変数で雲を表現する 2-moment バルク法の方が，モな手法を用いることで，雲の表現方法に不確実性がデルの精緻度（計算結果の正しさではないことに注伴い，その結果，雲の表現や雲を介する ACI の見積意）という点では高く，またバルク法よりも SDF を直接もりにも不確実性が生じる。

表現するビン法の方が精緻度は高い。

この問題を解決するために，格子幅を数 km 程度

1-moment バルク法でも ACI は式(1)，(2)のようにに設定して，雲を直接解像した解像度で計算が行わ表現されることが多いが，GCM とは異なり，雲を直接れている。このような雲を直接解像するモデルを雲解解像しているため，個々の雲微物理プロセスに与え像モデルと呼ぶ。この雲解像モデルでは，半経験的る効果を陽に計算することが可能である。2-moment4大気化学研究 第 41 号 (2019)

バルク法では，エアロゾルの増加による雲粒数密度モデル）が待ち望まれていたが，計算資源が足らずの変化を直接計算できるため，質量と数密度の関係困難であった。近年の大型計算機の計算能力の目から間接的にではあるが（しかし 1-moment バルク法

覚ましい向上によって初めて全球雲解像実験が可能

より精緻に），ACI を表現できる。さらに，ビン法では，になり，世界に先駆けて日本で全球雲解像モデル

SDF を直接計算するので，エアロゾルの増加による

Non-hydrostatic ICosahedral Atmospheric Model

粒子サイズの変化を陽に計算できる。

[NICAM: Tomita and Satoh 2004; Satoh et al., 2008;

しかしながら，各格子で SDF を精緻に表現すればSatoh et al., 2014]の開発が行われた。

するほど計算コストが高くなる。そこで質量と数密度

Tomita et al. [2005]は当時世界最速を誇った地球の 2 変数を使って表現し，数密度と質量の関係から

シミュレータを用いて，陸地などを考慮しない水惑星

雲粒のサイズを間接的に表現できる 2-moment バル実験で世界で初めて全球雲解像実験を行なった。まク法が広く用いられている。

た Miura et al. [2007]は陸地などを考慮した実地球をこれらの雲解像モデルでは，雲を直接計算できる対象として，全球 3.5 km の格子幅で数値実験を行い，ため，エアロゾルが雲に与える影響を直接計算でき，数値モデルを用いた実験によって世界で初めてマッ

雲解像モデルを用いることで，ACI の見積もり不確実

デ ン ・ ジ ュ リ ア ン 振 動 （ Madden-Julian Oscillation:

性を小さくできることが期待されている。

MJO）とよばれるインド洋西部で発生する数千 km ス
ケールの積乱雲群が赤道上を東進する現象[Madden and Julian, 1971; 1972]の再現に成功してい4．全球雲解像モデル

る。

雲解像モデルは雲を直接解像できる解像度で数

本稿で対象としているエアロゾルや ACI を考慮し値実験を行うが，雲解像モデルの格子幅は GCM のた全球雲解像実験は，Suzuki et al. [2008]によって初それに比べて 1 桁から 2 桁小さい。そのため，雲解めて行われ，衛星観測から得られた雲粒有効半径の像モデルを用いる場合は，同じ領域を対象とした計

鉛 直 分 布 に エ ア ロ ゾ ル が 与 え る 影 響 [Rosenfeld,

算を行うために必要な格子数が GCM に比べて多く，

2000; Rosenfeld et al., 2002]や，エアロゾルと鉛直積

必要な計算資源も GCM に比べはるかに多い（計算コストが高いという）．この高い計算コストのために雲算雲水量（Liquid Water Path: LWP）の関係[Nakajima

解像モデルの利用は，2000 年代前半までは，一部

et al., 2001; Sekiguchi et al., 2003]を再現した。
しかしながらこれらの全球雲解像実験は，膨大なの領域のみを対象とした実験（領域モデルでの実験）

計算資源が必要となるため数日の計算をすることがでのみに限られていた。ACI の気候影響を議論する限界であり，気候変動の議論を行うためには積分時ために，全球スケールの雲解像モデル（全球雲解像

図 5 (a)衛星観測，(b)全球雲解像モデル，(c)GCM によって計算された Cloud susceptibility。Sato et al. [2018] より抜粋。

5

大気化学研究 第 41 号 (2019)

観測によれば，l は必ずしも正ではなく，正にも負に間が不足していた。
Sato et al., [2018]らは，2011 年に運用を開始したも なり うる ことが報 告さ れている [Chen et al. 2014;「京」を用いて，エアロゾルを結合した全球雲解像モ

Michibata et al., 2016]。Sato et al. [2018]は衛星観測

デルを用いて，1 年間の積分をおこない，全球雲解で報告されている正と負のlを世界で初めて再現した像モデルを用いて初めて ACI の気候影響に関する（図 5a, 5b）。彼らはその結果を解析し，このようなl の議論を行った。具体的には，雲頂温度が 0ºC 以上の場所による違いは，雲の蒸発の効果である可能性が暖かい雲を対象として，エアロゾルの変動に関する高いと報告している。すなわち ACI によって，雲粒の雲水量の変動（Cloud Susceptibility: l と呼ばれる）:

サイズが減少する。その結果，雲頂付近では蒸発が𝜆=2[4%567 (49:)]2[4%567 (+= )],促進されるため，雲水量が減る。この雲水量が減少(3)する効果と，従来から言われてきた雲粒のサイズのの見積もりを行なった。ここで Na はエアロゾルの数密減少によって降水が抑制されて雲水量が増加する効度である。従来の ACI の知見からは，エアロゾルが増果のうち，前者の方が大きい領域ではエアロゾルが加した時，降水が抑制されて雲の寿命が延びる結果，増えた時に雲水が減る（すなわちl < 0）。一方後者の雲水量は増加すると考えられていた。すなわち，lは，効果が大きな領域ではエアロゾル増加時に雲水は増正になると考えられてきた。しかしながら近年の衛星える（すなわちl > 0）ということを示した。

図 6 全球雲粒サイズ解像実験によって得られた(a)鉛直積算雲水量の全球分布，(b)北緯 29 度，東経 120 度，(c) 北緯 45 度，西経 60 度，(d) 赤道上，東経 180 度の粒径分布関数の鉛直分布（佐藤 [2019]より抜粋）。赤線は液相の水，青線は固相の水の SDFを表す。

6

大気化学研究 第 41 号 (2019)

従来の GCM では式(1), (2)で定式化された効果にが CCN として働く効果の表現と，エアロゾルの暖かい

よって Autoconversion が抑制され，雲水の増加する雲（氷粒を含まない雲）への影響であった。冒頭で述

効果が表現されているものの，雲を直接解像していべた通りエアロゾルの氷を含んだ雲への影響は，未ないため，エアロゾルの変化による雲の微物理過程

解明な部分が多い。現在，エアロゾルが氷雲に与えの応答（ここでは蒸発過程の応答）を表現できず，全る影響と，その気候影響が盛んに議論されているが，球一様でl > 0 となっていた（図 5c）。

今後氷雲に関する理解も不可欠であろう。

このように雲を直接解像することで，計算コストは

6．謝辞

高いものの，ACI を精緻に表現することが可能になる。
近年の計算機能力の向上とともにようやく気候に関本稿に掲載されている結果の一部は，理化学研究する議論が可能になったと言えるが，今後ポスト京や所のスーパーコンピュータ「京」を利用して得られたそれに続く後継機など大型計算機の発展とともに，（課題番号：hp150156, hp160004, hp160005）。また

雲解像モデルでの計算を積み重ねることで，ACI の

図 2 を東京大学三浦准教授よりご提供いただいた。

不確実性が小さくなっていくことが期待される。

7．参考文献5．まとめと今後の課題

Albrecht, B. A. (1989), Aerosols, cloud microphysics, and本稿ではこれまで気候予測に用いられてきた

fractional

GCM での ACI の表現方法と問題点，それを解決す

cloudiness.

Science,245,

1227–1230,

doi:10.1126/science.245.4923.1227.

るための一つの手段である雲解像モデルと，その中Berry, E. X. (1968), Modification of the warm rain process.

での ACI の表現，さらには雲解像モデルを用いた結Proceeding of First Conference on Weather Modification,

果について解説した。全球雲解像モデルは雲の微

81–85.

物理過程を直接表現できるため，ACI に関する不確Chen, Y.-C., M. W. Christensen, G. L. Stephens, and J. H.

実性を減らすための一つの有効な手段である。

Seinfeld (2014), Satellite-based estimate of global

しかしながら，現在のところ全球雲解像実験では

aerosol–cloud radiative forcing by marine warm clouds.

計算資源の制約から，バルク法雲モデルが用いられNat. Geosci., 7, 643–646, doi:10.1038/ngeo2214.

ており，ACI による雲粒のサイズの変化を直接的に表

Chin, M. et al. (2000a), Atmospheric sulfur cycle simulated in

現することはできない。そのため，更なる精緻な計算

the global model GOCART: Comparison with fieldを行うには，ビン法雲モデルを適用した全球雲粒サ

observations and regional budgets. J. Geophys. Res.

イズ解像実験も必要となるであろう。著者は「京」を用

Atmos., 105, 24689–24712, doi:10.1029/2000JD900385.

いて，世界に先駆けて全球雲粒サイズ解像実験を行Chin, M., R. B. Rood, S.-J. Lin, J.-F. Müller, and A. M.

い，全球で SDF を計算し，エアロゾルによる SDF のThompson (2000b), Atmospheric sulfur cycle simulated

変化を再現した（図 6）が，積分期間は１日にとどまっin the global model GOCART: Model description andており，気候の議論は不可能である。

global properties. J. Geophys. Res. Atmos., 105, 24671–

計算機能力の更なる発展とともに，今後このような24687, doi:10.1029/2000JD900384.

全球雲粒サイズ解像実験による長時間積分も可能に

Janssens-Maenhout, G., et al. (2012), EDGAR-HTAP: a

なり，ACI の不確実性の減少に資する知見が得られ

harmonized gridded air pollution emission dataset basedていくであろう。

on

加えて，本項で解説した ACI の表現はエアロゾル

national

inventories.

http://www.jrc.ec.europa.eu/ %5Cnftp://139.191.1.85/pu

7大気化学研究 第 41 号 (2019)b/maenhout/HTAP/EDGAR-

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HTAP_report/LBNA25229ENN.pdf.

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著者所属：

The Physical Science Basis. Cambridge University Press,

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9総説 ―トピックス： 「エアロゾルと雲の相互作用」―

Research Focus

Article No. 041A02

混相雲内でのエアロゾルの氷晶核としての役割
Roles of aerosols as ice nucleating particles in mixed-phase clouds當房 豊 1,2 *エアロゾル粒子が雲凝結核あるいは氷晶核として働くことによって，雲微物理過程に影響を及ぼすこと
は，よく知られてきている。しかしながら，氷晶核に関する科学的な知見は，雲凝結核に比べ，非常に乏しいとされている。そのような中，特にここ約 10 年のうちに，氷晶核の計測手法の開発や改良などの動きがあったことで，世界的には氷晶核に関する研究が盛んに行われるようになってきた。本稿では，混相雲（過冷却水滴と氷晶が混在する雲）が形成される温度・湿度条件の下で氷晶核として働く
エアロゾル粒子に焦点を絞り，その科学的知見について解説する。さらに，極域混相雲内での氷晶の形成にかかわる氷晶核の研究についての最近の動向などを紹介する。

１．はじめにな理由の 1 つは，これまでに様々な氷晶核の計測手

通常，周囲の気温が 0℃以下になっても，異物質法が提案されてきたものの，その計測精度の評価がを含んでいない雲粒程度のサイズの小さな水滴は，十分に行われてこなかったことが挙げられる。また，

なかなか凍結せず，－40℃～－35℃にまで下がって氷晶核として機能する微粒子は，どのようなもので，

ようやく凍結する。しかし，氷晶核としての働きを有す

またそれらはなぜ氷晶核として機能するのかという基る異物質の微粒子の助けがあれば，約－35℃以上

本的な部分についても，未だによくわかっていない。

の温度条件下であっても，氷晶（氷の微小な結晶）がそのような中，ここ約 10 年のうちに，世界的には氷形成される。つまり，－35℃～0℃の間では，過冷却晶核に関する研究が盛んに行われるようになってき水滴（液体の雲粒）と氷晶の両方が存在することが熱た。その間，氷晶核の計測手法の開発や改良，様々

力学的には可能である。過冷却水滴と氷晶が混在しな標準試料を用いた比較実験などが実施されてきてている雲は，2 つの異なる相（液相と固相）の雲粒でおり，計測手法ごとの計測値のバラつきについて，定構成されていることから，「混相雲」あるいは「混合層量的な評価がなされるようになってきた。その結果，雲」と呼ばれている。

計測手法ごとの計測値のバラつきは，以前に比べる

エアロゾル粒子のうち，氷晶核としての働きを有すと小さくなってきているように思える。また，実際の大るものは，ごく一部の固形の微粒子に限定され，大気

気中での氷晶核の計測も世界各地で実施されるよう中では，ごく微量にしか存在していない。それでも，になってきた。これまでに氷晶核研究に関する数々

氷晶核として働くエアロゾル粒子は，雲内での氷晶の総説論文が発表されているが［Hoose and Möhler,の形成過程では欠かせない存在であり，雲の光学的2012; Murray et al., 2012; Kanji et al., 2017］，今日の特性や寿命などに非常に大きな影響を及ぼしている。

氷晶核研究の進展は非常に早く，これらの総説論文

現状では，雲凝結核に比べて，氷晶核に関する科に書かれている内容も日々更新されているような状

学的な知見は非常に乏しいと言われている。その主

況である。

1

大気化学研究 第 41 号 (2019)

本稿では，混相雲内で氷晶が形成される際に氷らが 2015 年に発表した論文の中で，今後の気象学

晶核として働くエアロゾル粒子に焦点を絞って，どのの分野では，「氷晶が形成される際に核として働く微ような研究が行われてきているのかを端的に解説す粒子（つまり，氷晶形成に適した特定の箇所を含んる。2 章では，「氷晶核」のことを指していた英語表記

で い る 微 粒 子 ） 」 自 体 を 指 し て い る 場 合 に は ， Ice

が，ここ数年で見直されたことによって，今では使わ

Nuclei ではなく，Ice Nucleating Particles（略して INPs）

れなくなってきていることを解説する。3 章では，氷晶という言葉を使いましょうという提案がなされた［Vali et

核として働くエアロゾル粒子の混相雲の中での役割

al., 2015］。この Ice Nucleating Particles という新たなについて述べる。4 章では，年間を通して，混相雲が造語はあっという間に浸透し，現在，Ice Nuclei という頻繁に発生している極域の下層大気にて進められて言葉が使われることは，ほぼなくなった。
一方，日本の気象学の分野では，Ice Nucleating

きている氷晶核の研究について，最近の科学的知見

Particles に対応する日本語はまだ確立されていない。

や動向を紹介する。

例えば，「氷晶核形成粒子」「氷形成粒子」「氷晶核2．「氷晶核」は死語になる？

能粒子」「氷核活性粒子」などが候補として考えられ気象学の分野では，氷晶核の英語表記として，こるのかもしれないが、基本的には，未だに「氷晶核」

れまで数十年に渡って，Ice Nuclei（略して IN）というのままである。著者自身の経験としては，氷晶核とい言葉が使われていた。しかし，ここ数年，国際的な学

う言葉に不便さを感じてきており，氷晶核のことを知ら術誌では，Ice Nuclei という言葉は全くといってもよい

ない人には，「氷晶（氷の結晶）」のことを指しているとほど使われなくなった。ここでは，なぜ Ice Nuclei とい勘違いされることが何度もあった。その際には，「氷晶う言葉が使われなくなったのかを解説する。

核として働く微粒子」というような言い回しを使ってき気象学の分野で Ice Nuclei と言えば，「氷晶が形ているが，Ice Nucleating Particles に対応する日本語成される際に核として働く微粒子」のことを指しているがあると便利だとは思う。

場合が多い。ただし，そのような微粒子の固体表面

ちなみに，「液体の雲粒が形成される際に核としての構造は不均質であることから，粒子の固体表面上働く微粒子（つまり，雲凝結核）」の英訳は，Cloudの特定の箇所を核として氷晶の形成がおきているとCondensation Nuclei（略して CCN）のままである。現考えられている。そうなると Ice Nuclei という言葉は，時点では，Cloud Condensation Nucleating Particles「微粒子の表面のうち，氷晶形成に適した特定の箇（略して CCNPs）という言葉にはなっていない。

所」のみを指しているという解釈もできそうである。ま

3．混相雲内での氷晶の形成プロセス

た，気象学以外の分野（例えば，生物学や植物学の分野）では，Ice Nuclei という言葉が，「凍結の際に核混相雲は，温度が約－35℃～0℃の間で，過冷却となる物質（氷核活性タンパク質など）」のことを指し水に対する相対湿度が 100%以上（つまり，水蒸気のていたりもする。

量が過冷却水に対する飽和水蒸気圧を上回ってい

上記のような理由から，Ice Nuclei という言葉は，曖る状態）の大気条件下で形成される。温度が－40℃

昧で，混乱を招く恐れもあるため，他の言葉を用いる～－35℃を下回ると，氷晶核の助けを借りなくても，べきだという議論がなされた。そこで，氷晶核の研究

過冷却水滴は均質凍結（Homogeneous Freezing）にに長年に渡って携わってきている Gabor Vali 博士（ワよって自発的に凍結してしまうため，雲粒は過冷却のイオミング大学），Paul DeMott 博士（コロラド州立大状態を保つことができなくなり，氷晶のみで構成され学），Ottmar Möhler 博士（カールスルーエ工科大学）

ることになる。

2

大気化学研究 第 41 号 (2019)

図 1 約－35℃～0℃の温度条件下において，氷晶核として働く微粒子（鉱物、非水溶性の有機物や微生物など）が，雲内での氷晶の形成に及ぼす影響についての概念図。氷晶が存在することで，雲の光学的特性や寿命は大きく変化することが予測される。Vergara-Temprado et al. [2018] をもとに作図。

0℃以下では，「過冷却水に対する飽和水蒸気圧」

湿度）にまで達しないと氷晶の形成は起きにくいといと「氷面に対する飽和水蒸気圧」の 2 つの飽和水蒸う結果が得られてきている。

気圧が存在する。これらの飽和水蒸気圧については，以上のことから，約－35℃～0℃の間での氷晶の0℃付近ではほぼ同じであるが，それ以下の温度に形成は，混相雲の中で起きていると考えられている。

なると，前者の方が後者よりも必ず高くなる。大気中

混相雲の中では，何らかの過程（例えば，水溶性のの水蒸気量が，過冷却水に対する飽和水蒸気圧と物質による被覆過程や雲凝結核として機能する過程

氷面に対する飽和水蒸気の間にある場合は，水蒸など）を経験することで，水滴内に取り込まれた状態

気の昇華（Deposition Nucleation）によって，氷晶のにある異物質の微粒子（氷晶核）を核とする氷晶の形

みの雲（過冷却水滴を含まない雲）の形成されること

成（Immersion Freezing や Condensation Freezing）がが，熱力学的には可能だと考えられる。しかし，実際重要性だと言われている［Hoose and Möhler, 2012;には約－30℃以上だと，氷晶が観測される時には，

Murray et al., 2012; Kanji et al., 2017］。過冷却水に同じ雲の中から過冷却水滴も見つかることが多く，氷対する相対湿度が 100%以上を超える条件下では，晶のみで構成される雲はほとんど観測されてきていImmersion Freezing の方が Condensation Freezing よない［de Boer et al., 2011; Westbrook and Illingworth,

り も 支 配 的 だ と 考 え ら れ て い る が ， Immersion

2011］。これらの観測結果は少なくとも約－30℃～

Freezing と Condensation Freezing の違いを厳密に説

0℃の間では，水蒸気の昇華による氷晶の形成はほ明することは難しく，室内実験や大気観測によって違

とんど起きていないことを示唆しており，これまでの雲いを示すことも困難なため，Immersion/condensation

生成チャンバーなどを使った室内実験でも，この温Freezing とまとめて表記されることもある。また，混相度下では，過冷却水に対する相対湿度が 100%付近

雲内では，過冷却水滴と氷晶核としての働きをもつ

あるいはそれ以上（つまり，液体の雲粒も形成される微粒子との衝突による氷晶の形成（Contact Freezing）
3大気化学研究 第 41 号 (2019)も起こりうる［Hoose and Möhler, 2012; Murray et al.,2012; Kanji et al., 2017］。さらに，混相雲内の氷晶が分裂して飛び散ると，そのかけらも氷晶核として有効に機能すると考えられている［Field et al., 2017］。
氷晶核として働く微粒子が雲内に全く存在しない
場合は，約－35℃～0℃の間では，氷晶を含まない
過冷却水滴のみを含んだ雲が形成されることになる（図 1a）。このような雲は，数多くの雲粒（過冷却水滴）によって構成されているため，光学的には厚い雲になる。しかし，氷晶核として働く微粒子がごく少量でも存在する場合は，雲内に氷晶も形成される（図 1b）。
混相雲の中では，氷晶の方が過冷却水滴よりも熱図 2 大気中における雲凝結核（CCN）や氷晶核（INPs）として働く微粒子の濃度分布。INPs の濃度は，世界の各地（主に北米とヨーロッパ）で報告されてきている観測値の範囲をまとめたもの［Petters and Wright, 2015］。

力学的には安定した状態にある。0℃以下では，「氷面に対する飽和水蒸気圧」の方が「過冷却水に対する飽和水蒸気圧」よりも低いことから，混相雲内での「氷面に対する相対湿度」は「過冷却水に対する相et al., 2007; Vergara-Temprado et al., 2018］。よって，対湿度」よりも高くなるからである。よって，氷晶は周氷晶核として働く微粒子の存在は，ごく微量であって囲から水分を奪うことで，より大きな結晶へと成長し，も，混相雲の雲の光学的特性や寿命などに非常に逆に過冷却水滴は消費されていく。このような過程は，大きな影響を及ぼすことになる。

Bergeron-Findeisen （ あ る い は Wegener-BergeronFindeisen）プロセスと呼ばれている［Korolev, 2007;

4．極域混相雲で氷晶核として働くエアロゾル

Korolev and Field, 2008］。その結果，混相雲は光学

混相雲は，地球上のあらゆるところで形成されてい的には薄くなり，大きくなりすぎた氷晶は，大気中からる。例えば，日本国内で降る雨であっても，氷点下で降雪や降雨の形で除去されることから，雲の寿命も形成された氷晶が落下中に溶けて雨になっているも短くなると考えられる（図 1c）。

のがほとんどである。しかし，これまでの氷晶核として通常，雲凝結核として働く微粒子は，大気中に約-3働くエアロゾル粒子に関する科学的知見は，室内実-1

10～1,000 個 cm （10,000～1,000,000 個 L ）の濃度

験や数値実験，北米やヨーロッパの一部の地域でので存在すると言われている。一方，氷晶核として働く

大気観測等に基づいたものが中心であるため，それ微粒子の濃度は，場所や温度などによっても異なる

以外の地域でも，様々なアプローチによって氷晶核が，雲凝結核として働く微粒子に比べると何桁も低いの研究が推進されることは非常に重要である。

（図 2）。したがって，約－35℃～0℃の温度では，氷極域の下層大気（上空数百メートル～数キロメート晶のみで構成される光学的に厚い雲が作られること

ル）では，年間を通して低温であることから，混相雲は現実的には考えにくい。しかし，混相雲の微物理が頻繁に発生しており，極域の気候に非常に大きなは，氷晶核として働く微粒子の量によって大きく変動

影響を及ぼしている。しかしながら，熱力学的に不安し，ある一定の量を上回ると，Bergeron-Findeisen プロ

定である混相雲が，どのようなプロセスにより，極域のセスが強力に働くことで，氷晶を多く含んだ雲（図 1c）

下層大気中での発生～消失を繰り返すのかは，未だへと急速に変換されることが示されてきている［Prenniによくわかっていない［Morrison et al., 2012］。

4

大気化学研究 第 41 号 (2019)

氷晶の存在は，極域混相雲の発生から消失までの微物理過程を考える上で，重要な役割を果たしている。極域混相雲内の氷晶は，氷晶核として働くエア
ロゾル粒子の影響を受けて作られているはずだが，それらの濃度や発生源などについてはまだわかっていないことが多い。極域での氷晶核に関する調査研
究は，その重要性が認識されている一方で，あまり進んでいなかった。それが近年になり，氷晶核の計測手法の開発や改良が進んだこともあり，多くの研究者が極域での氷晶核研究を推進するようになってきつつある。ここでは，極域下層大気における氷晶核研
究の最近の動向を紹介する。

図 3 人工衛星に搭載された MODIS により撮影されたアラスカのアウトウォッシュ・プレーンから発生するダスト(https://earthobservatory.nasa.gov/images/40973/glacia
l-dust-off-alaska)。

氷晶核として働くエアロゾル粒子の正体は，氷晶の形成に適した表面構造を有する固形の物質だとされている。極域の大気環境中でみられる固形の物質として，着目されているものの 1 つに，海洋起源の非ーンランドなどの北極圏の陸域で実施された調査で水溶性の有機粒子がある。海洋表面には，海面ミク

は，大気中の氷晶核の濃度が，夏季には上記の 2 つロ層（Sea Surface Microlayer）などと呼ばれる有機物の供給源のみでは説明がつかないほど大幅に上昇を豊富に含んだ薄い膜（厚さが数ミクロン～数百ミクすることが明らかになってきた［Creamean et al., 2018;

ロンの膜）があることが知られている。この海面ミクロ

Irish et al., 2019; Tobo et al., 2019; Wex et al., 2019］。

層からは，海塩粒子や水溶性の有機粒子以外にも，夏季に積雪が融解して地面が露出すると，北極圏

海洋微生物の死骸や分泌物などに由来する非水溶の陸域からはダスト粒子（主に鉱物で構成される土壌性の有機粒子が大気中へと放出されている［O’Dowdなどに由来する固体微粒子）が発生することが報告さ

et al., 2004; Leck and Bigg, 2005］。それらはある程度れてきている（図 3）。特に，アウトウォッシュ・プレーンの氷晶核としての能力を有していることから，極域に（氷河末端から流れだす網状の流路をもつ水流によおける氷晶核として働くエアロゾル粒子の供給源の 1り、氷河の前面に形成される扇状地状の堆積平野地

つだと考えられている［Wilson et al., 2015; DeMott et形）には，植生がほとんどなく，氷河の浸食作用によ

al., 2016; McCluskey et al., 2017］。また，低～中緯度って細粒化された微粒子を多く含んでいることから，の乾燥地帯から極域へと長距離輸送される鉱物粒子

北極陸域から発生するダスト粒子の主な供給源になも，氷晶核として働くエアロゾル粒子の供給源になっっていると言われている［Bullard et al., 2016］。
そこで筆者らが，スヴァールバル諸島のアウトウォて い る こ と が 示 唆 さ れ て い る ［ Wilson et al., 2015;

ッシュ・プレーンから発生するダスト粒子を対象としたVergara-Temprado et al., 2018］。
このように，極域の大気環境中でみられる氷晶核と調査をしたところ，低～中緯度の乾燥地帯から発生して働くエアロゾル粒子の供給源としては，「海面ミクする鉱物粒子と比較して，氷晶核としての能力がかロ層から放出される有機粒子」と「低～中緯度起源のなり高いことが明らかになった［Tobo et al., 2019］。ま

鉱物粒子」の 2 つを中心に考えられてきていた。しかた，アウトウォッシュ・プレーン起源のダスト粒子の鉱し，ごく最近になり，北米，スヴァールバル諸島，グリ

物組成は，低～中緯度で発生する鉱物粒子の組成5大気化学研究 第 41 号 (2019)と大きな違いはなかったが，それ以外にもごく微量な

6．参考文献がら，氷晶核としての能力が極めて高い有機物を含Bullard, J. E., et al. (2016), High-latitude dust in the Earth

んでいることがわかった。さらに，夏季のスヴァールバ

system, Rev. Geophys., 54, 447-485.

ル諸島で実施した大気観測では，スヴァールバル諸Creamean, J. M., et al. (2018), Marine and terrestrial influences

島内で発生したダスト粒子の影響により，氷晶核とし

on ice nucleating particles during continuous springtimeて働くエアロゾル粒子の濃度が，冬季に比べて約 1

measurements in an Arctic oilfield location, Atmos. Chem.

桁も増加していたことが確認された［Tobo et al., 2019］。

Phys., 18, 18023-18042.

上記の知見は，スヴァールバル諸島での調査研究

de Boer, G., H. Morrison, M. D. Shupe, and R. Hildner (2011),に基づくものであるが，それ以外の北極陸域や南米

Evidence of liquid dependent ice nucleation in high-latitudeのパタゴニアなどからも夏季にはダスト粒子が発生しstratiform clouds from surface remote sensors, Geophys.

ていることを考慮すると［Bullard et al., 2016］，これまRes. Lett., 38, L01803.

ではさほど着目されていなかった「北極陸域から発生

DeMott, P. J., et al. (2016), Sea spray aerosol as a unique source

するダスト粒子」も，氷晶核として働くエアロゾル粒子

of ice nucleating particles, Proc. Natl Acad. Sci. USA, 113,の重要な供給源となっていることが推測される。

5797-5803.
Field, P. R., et al. (2017), Secondary ice production: Current state

5．おわりにof the science and recommendations for the future,

本稿では，混相雲が形成される大気条件下（温度

Meteorol. Mono., 58, 7.1-7.20.

が約－35℃～0℃，過冷却水に対する相対湿度がHoose, C., and O. Möhler (2012), Heterogeneous ice nucleation

100%以上）において氷晶核として働くエアロゾル粒

on atmospheric aerosols: A review of results from子について解説してきた。研究事例としては，極域でlaboratory experiments, Atmos. Chem. Phys., 12, 9817-の氷晶核の研究についての最近の動向を中心に紹9854.

介してきた。現状の極域における氷晶核に関する研Irish, V. E., et al. (2019), Ice nucleating particles in the marine

究事例は，まだ限られている状況だが，今後数年以boundary layer in the Canadian Arctic during summer 2014,

内に MOSAiC（https://www.mosaic-expedition.org/）

Atmos. Chem. Phys., 19, 1027-1039.

などの大型の国際共同観測研究プロジェクトが極域

Kanji, Z. A., et al. (2017), Overview of ice nucleating particles,

ではいくつも計画されていることから，氷晶核に関し

Meteorol. Mono., 58, 1.1-1.33.

ても数多くの知見が得られることが期待される。

Korolev, A. (2007), Limitations of the Wegener–Bergeron–

例えば，今後，温暖化が進行し，積雪の融解や氷

Findeisen mechanism in the evolution of mixed-phase

河の後退が進むと，北極陸域では地面が露出する面

clouds, J. Atmos. Sci., 64, 3372-3375.

積と期間が増えて，北極陸域からの氷晶核として働く

Korolev, A., and P. R. Field (2008), The effect of dynamics on

エアロゾル粒子の発生量も増えることが予測される。

mixed-phase clouds: Theoretical considerations, J. Atmos.

現在，北極圏で急速に進行しているとされる温暖化

Sci., 65, 66-86.

の影響によって，大気中の氷晶がどのように変動し，Leck, C., and E. K. Bigg (2005), Source and evolution of theさらに北極圏上空の雲の放射特性や寿命などにどの

marine aerosol—A new perspective, Geophys. Res. Lett.,

ような影響があらわれるのかを詳しく理解することは，

32, L19803.

今後の重要な課題になるかもしれない。

McCluskey, C. S., et al. (2017), A dynamic link between ice
nucleating particles released in nascent sea spray aerosol6大気化学研究 第 41 号 (2019)and oceanic biological activity during two mesocosm

著者所属：

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1. 国立極地研究所
2. 総合研究大学院大学 複合科学研究科

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原稿受領日: 2019 年 6 月 10 日
掲載受理日: 2019 年 7 月 4 日

7<tobo.yutaka@nipr.ac.jp>

総説 ―トピックス： 「エアロゾルと雲の相互作用」―

Research Focus

Article No. 041A03

降水雲の過飽和度を観測から制約する：エアロゾル
空間分布の予測のために
Importance of observational constraint of in-cloud supersaturation forsimulations of atmospheric aerosols
茂木信宏 1 * ，森樹大 2 ，松井仁志 3 ，大畑祥 4,5
地球大気エアロゾルの中でも，直接効果と間接効果の両者で主要な影響をもつ粒径範囲の微粒子は，
主に，湿潤対流において雲粒化を介し降水に取り込まれることで大気から除去されています。そのため，エアロゾル濃度の空間分布と放射強制力を数値シミュレーションで正しく算出するためには，少な
くとも，その大気からの除去率を大局的に決めている，「湿潤対流に伴う凝結水生成率」および，「エアロゾル粒子の臨界過飽和度」，「降水雲の過飽和度」という３つの物理量を，全球大気モデルの中で正しく算出または仮定できるようにすることが必要です。本稿では，これら３つの物理量の中でも先行研
究がほとんどない，「降水雲の過飽和度」を観測的に推定する新たな手法を紹介し，東アジア域の降
水雲への適用結果を示します。また，エアロゾルの空間分布の正確な予測には降水雲の過飽和度の観測的制約が重要であることを，数値シミュレーション結果にもとづいて述べます。

１．はじめにに比例します。ここで凝結水による粒子の捕捉は，主雨上がりに大気が澄みわたることからも感じとれるよに，過飽和状態の水蒸気が粒子へ凝結する雲粒活

うに，降水雲は，大気のエアロゾルを捕捉して除去し性化を介して起こり，その活性化が起こるか否かは，ている自然界の空気清浄機です。

（2-1）エアロゾル粒子の臨界過飽和度

ところで，室内用の空気清浄機によるエアロゾル除（2-2）雲の過飽和度

去率（単位時間当たりの除去個数）は，という２つのパラメータの大小関係で決まります。雲の（1）除塵フィルターを通過する空気流量

過飽和度よりも臨界過飽和度が小さな粒子が凝結水（2）除塵フィルターの粒子捕捉効率に捕捉されるのです。

に比例します。ただし粒子捕捉効率は，

本稿では，大気が備えている除塵フィルターの目（2-1）除塵フィルターを通過する粒子の大きさの細かさに相当するパラメータである「降水雲の過飽（2-2）除塵フィルターの目の細かさ和度」を測る方法について私たちの研究成果を紹介

で決まります。フィルターの目よりもサイズが大きな粒します。さらに，降水雲の過飽和度の観測データの子が捕捉されるのです。

重要性を全球エアロゾルモデルを用いた感度実験にこれに対して，降水雲によるエアロゾル除去率は，より示唆します。
本記事は，主に拙著 Moteki et al. [2019]の内容を（1）湿潤対流における凝結水生成率（2）凝結水によるエアロゾル粒子の補足効率

日本語で抜粋・加筆したものです。

1

大気化学研究 第 41 号 (2019)

2．背景

過飽和度の範囲で累積モードのエアロゾルが凝結水

地球大気エアロゾルのうち，放射の直接効果およに取り込まれる割合はほぼ 0%からほぼ 100%まで変び間接効果に影響をもつのは主に累積モードと呼ばわってしまうため，この不確実幅はエアロゾル除去率

れる粒径範囲 0.1~2µm の微粒子です。対流圏中のの予測において深刻な問題です。これを解決するよ

人為起源あるいはバイオマス燃焼起源のエアロゾル

い方法がないため，現在の大気モデルの多くでは，の質量の大部分は累積モードの粒径範囲に属して雲の中でエアロゾルが凝結水へ取り込まれる割合を，います。累積モード粒子は重力沈降速度や雲粒・雨

物理法則にもとづいて予測するのではなく，調節パラ

粒との衝突併合効率が小さいため，対流圏中の主要メータとして扱っています[Lund et al., 2018 など]。

な除去過程は，水蒸気の過飽和環境での雲粒化を

このように，大気からのエアロゾル除去率を本質的介する降水粒子への取り込みです[Croft et al., 2010;に決めている因子のなかでも降水雲の過飽和度は，Flossmann and Wobrock, 2010]。本稿では，エアロゾ

これまでその困難さゆえに手に負えなかった研究課

ルとして累積モード粒子にのみ言及します。

題であるといえます。

ある気柱におけるエアロゾル除去率は，凝結水生3．過飽和度を記録したトレーサー

成率（すなわち降水量）と，エアロゾルが凝結水に取り込まれる割合という，２つの因子の積に比例します。

物理学者の中谷宇吉郎（1900-1962）は，雪の結

気柱の凝結水生成率は，気柱境界を通したエネ

晶に上空の気象情報が記録されていることを「雪ルギー・水蒸気収支から直ちに推算でき，また雨量

は天からの手紙」という言葉で表しました。実は，計や降雨レーダーで観測可能です。

雲から雨滴に含まれて落ちてくる小さな黒色炭エアロゾルが凝結水に取り込まれる割合は，エアロ

素（すす）粒子もまた天から送られた手紙の一つ

ゾル粒子の臨界過飽和度と，雲の過飽和度で決まりであり，その手紙からはまさに私たちが知りたいます。エアロゾルの臨界過飽和度は観測可能であり，「降水雲の過飽和度」を解読できるのです。一般

粒 径 や 組 成 か ら も 推 算 可 能 で す [Petters andに，自然科学研究において，何か有用な情報をど

Kreidenweis, 2007]。全球大気モデルの中でエアロゾ

こかで記録し輸送中でもその情報を保存していルの臨界過飽和度の予測計算も現実的になりつつる観測可能な記憶媒体のことを「トレーサー」とあります。一方，雲の過飽和度は，流体と粒子の相互呼びます。雪の結晶は，上空の気象情報を記録し作用下で一過的・局所的に生じる非平衡状態の度合

それを保存したまま地表に届き，光学顕微鏡で観いであり，実大気の降水雲について正確な理論計算

測できることからトレーサーといえます。私たちを実行することは極めて困難と考えられますは，大気中および降水中に含まれる黒色炭素粒子[Hammer et al., 2015; Planche et al., 2010]。これまでの測定技術を開発し[Mori et al., 2016]，さらに黒色

降水している雲の中の過飽和度を観測する手段はな

炭素粒子が水中で安定であり過飽和度を記録しく，海洋上の層積雲といった比較的単純な非降水性ていることの発見を経て[Ohata et al., 2016]，黒色の雲の観測[Martin et al., 1994 など]にもとづく経験

炭素粒子をトレーサーとする雲中過飽和度の推的目安として 0.1~1%という範囲の値が（モデルの感定法を開発しました [Moteki et al., 2019]。トレー度実験などで）想定されてきました[Oshima and Koike,

サーに必要な観測可能性，保存性，記録情報の復2013; Riemer et al., 2010]。しかし，0.1%という下限値

元可能性，という 3 条件を全て肯定的に実証するに強い根拠はなく，それよりも小さなほぼゼロの過飽のに約 7 年を費やしています。

和度も雲の中では生じているはずです。0~1%という2大気化学研究 第 41 号 (2019)

図 1 黒色炭素粒子をトレーサーとした，降水雲の中の水蒸気凝結領域(Localized Supersaturated Domain)の過飽和度 SSlsdの推定法の説明図。地上空気中の初期トレーサーと地上で採取した降水に含まれる除去されたトレーサーを同時に観測して両者を比較することで，除去されたトレーサーが LSD の中で雲粒化時に経験した過飽和度 SSlsd を推定する。実際の降水
雲は連続的に分布した LSD を含むが，本説明図では簡単のため，離散的に分布した n 個の LSD として描いている。各降水
イベントについて，降水採集時間（数分～数十分）の間に観測場所上空を通過した複数の水蒸気凝結領域 LSDk (k = 1,
… ,n)にわたり，検出された除去トレーサーの個数で重み付けされた過飽和度 SSlsd の平均値が得られる。すなわち，降水雲で除去されたエアロゾル粒子が実際に経験した過飽和度（除塵フィルタの目の細かさ）について，現在の全球・領域大気モデ
ルの時空間刻み幅と同じ程度に大きい時空間領域での代表値が推定される [Moteki et al., 2019 の Fig.1 を改訂]。

過飽和度の推定法を図１に示します。降水開圏下層の水蒸気収束に伴う対流性のものと，対流始前に地上付近の大気に存在する黒色炭素粒子

圏中層の水蒸気収束に伴う層状性のものがあり（初期トレーサー）と，降水に含まれて雨雲からます[Houze, 1997]。本研究で開発した過飽和度推除去された黒色炭素粒子（除去トレーサー）の粒定法はその前提条件から対流性の降水雲にのみ径分布を比較することで，トレーサー粒径ごとの適用可能です。

相対除去効率を求めます。同時に，降水開始直前

4．観測結果の大気に存在したトレーサー含有粒子の臨界過飽和度分布を微物理・化学的なパラメータの観測

本研究では，東京（夏季）と沖縄（春季）におから推算しておきます。トレーサー粒径ごとに，ける計 37 回の降水イベントについて，地上での相対除去効率と臨界過飽和度分布を比較するこ

大気中の黒色炭素粒子と，地上で採取された降水とで，各トレーサー粒径をもつエアロゾル粒子が中の黒色炭素粒子の同時観測を実施し，そのうち雲粒化したときの過飽和度 SSlsd を推定すること

相対的に対流性の強い 23 回のイベントも抽出しができます。実際，私たちが観測した多くの降水て過飽和度推定を実施しました（図 2）。全イベン

イベントでのトレーサー除去効率の粒径依存性トの結果（a）に比べて，対流性の降水イベント

は，地上空気中のトレーサー含有粒子がある特定の結果（b）では，トレーサー粒径に依存した SSlsdの SSlsd 値を経験した場合の雲粒化割合の粒径依推定値の系統差が小さく，より信頼性の高い推定存性とよく一致していました[Ohata et al., 2016;ができていることが示唆されます。上記 23 回のMoteki et al., 2019]。降水雲は大きく分けて，対流

対流性の降水イベントの結果から，降水雲の過飽
3大気化学研究 第 41 号 (2019)

和度の平均±標準偏差は 0.08±0.03%と導出され実験から，黒色炭素のように発生時に疎水性のエました。今回の観測結果から，大気の除塵フィル

アロゾルの長距離輸送の正確な予測のためには，

ターの目の細かさに相当するパラメータである

発生源近傍における降水雲の過飽和度を正確に

降水雲の過飽和度の自然変動幅は，これまでに信決めることが重要であることが示唆されました。

じられていた不確実幅 0~1%よりもずっと小さい

6. 今後の方向性

ことが示唆されました。

大気モデルによるエアロゾル濃度の空間分布

5．過飽和度制約の重要性の予測性能を向上させるためには，降水雲でのエ

さらに，エアロゾルの粒径・混合状態・臨界過アロゾル除去率を支配している凝結水生成率，エ飽和度の分布を予測計算できる全球大気モデル

アロゾル粒子の臨界過飽和度，降水雲の過飽和度(CAM5-ATRAS2) [Matsui, 2017]を用いて，黒色炭という３つの因子それぞれについて，より正確な

素濃度の全球分布が「雲の過飽和度の仮定値」に予測計算をするか，より現実的な仮定値を与える

どの程度影響されるのか調べる感度実験を行い必要があります。

ました。その結果，今回の観測データの平均±標

凝結水生成率については，大気力学モデルの高準偏差（0.08±0.03%）の範囲内の過飽和度の変化

解像度化および検証に用いる降水観測データのにより，発生源から離れた場所（たとえば北極圏）充実に伴い，その時空間分布の予測性能は今後もの黒色炭素の質量濃度は 2~3 倍も変わりうること向上していくことが見込まれます。

が分かりました[Moteki et al., 2019]。これはエイジ

エアロゾル粒子の臨界過飽和度スペクトルのングがあまり進んでいない（臨界過飽和度が比較

時空間分布については，エアロゾルの化学的特性的大きい）黒色炭素粒子が高濃度で存在する発生の理解の精密化と，その知見を反映したエアロゾ源近傍（例えば東アジア域など）において，湿潤

ルモデルの進展に伴い，今後も向上していくこと対流に伴うそれらの粒子の鉛直輸送効率（除去効が期待されます。

率）が，雲の過飽和度の仮定値（0.05~0.11%）に一方で，降水雲の過飽和度については，正確な依存して顕著に変わることによります。この感度

予報計算ができるようになる見込みはほとんど

図 2 各降水イベントにおける，降水雲の過飽和度 SSlsd （横軸）と空気塊中のトレーサーの除去割合の推定値（〇:東京,△:沖縄）。(a), (b)はそれぞれ全降水イベント(37 回)，対流性の降水イベント(23 回)の結果。中塗り丸印とエラーバーは中央値と±25 パーセンタイル範囲 [Moteki et al., 2019 の Fig.3 を改訂]。

4大気化学研究 第 41 号 (2019)ないため，私たちができることは，より現実的なMartin, G. M., D. W. Johnson, and A. Spice (1994). The

仮定値を断片的な観測的証拠から導き出すこと

measurement and parameterization of effective radius ofだけです。本研究で開発した降水雲の過飽和度のdroplets in warm stratocumulus clouds. J. Atmos. Sci.,

推定法は，この方向の研究を推進していくために

51(13), 1823-1842.

有効な道具の一つです。

Matsui, H. (2017). Development of a global aerosol model

本研究の次の段階として，降水雲の特性を把握

using a two‐dimensional sectional method: 1. Model

するためのレーダー観測と組み合わせ，様々な季

design. J. Adv. Model. Earth Sy., 9(4), 1921-1947.

節や場所で過飽和度の観測データを取得するこMori, T., et al. (2016). Improved technique for measuring theとが必要と考えています。

size distribution of black carbon particles in liquid water.
Aerosol Sci. Technol., 50(3), 242-254.

6. 謝辞

Moteki, N., T. Mori, H. Matsui, and S Ohata (2019),

本研究の推進に継続的に助力いただきました東京

Observational constraint of in-cloud supersaturation for

大学の小池真准教授に感謝いたします。観測で助simulations of aerosol rainout in atmospheric models, npj

力頂きました国立環境研究所の高見昭憲博士に感Climate

謝いたします。また議論していただいた東京大学の10.1038/s41612-019-0063-y.

鈴木健太郎准教授，三浦裕亮准教授，気象庁気象Atmos.

Sci.,

2(6),

doi:

Ohata, S., N. Moteki, T. Mori, M. Koike and Y. Kondo (2016).

研究所の大島長博士に感謝いたします。

A key process controlling the wet removal of aerosols:
new observational evidence. Sci. Rep., 6, 34113.

7．参考文献Oshima, N., and M. Koike (2013). Development of a

Croft, B. et al. (2010). Influences of in-cloud aerosolparameterization of black carbon aging for use in generalscavenging parameterizations on aerosol concentrations

circulation models. Geosci. Model Dev., 6(2), 263-282.

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Petters, M. D., and S. M. Kreidenweis (2007). A single

Phys., 10(4), 1511-1543.

parameter representation of hygroscopic growth and cloud

Flossmann, A. I., and W. Wobrock (2010). A review of ourcondensation nucleus activity. Atmos. Chem. Phys., 7(8),understanding of the aerosol–cloud interaction from the

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perspective of a bin resolved cloud scale modelling.

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cloud systems and their precipitation: A numerical study

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based on the COPS observations on 12 August 2007.

research station Jungfraujoch (3580 m asl). Atmos. Chem.

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5大気化学研究 第 41 号 (2019)

原稿受領日: 2019 年 5 月 23 日
掲載受理日: 2019 年 6 月 17 日

著者所属
1. 東京大学 大学院理学系研究科
2. 東京理科大学 理学部
3. 名古屋大学 大学院環境学研究科
4. 名古屋大学 宇宙地球環境研究所
5. 名古屋大学 高等研究院* 責任著者:
Nobuhiro Moteki <moteki@eps.s.u-tokyo.jp>

6会員からのお知らせ

JpSAC news

Article No. 041N01

ブルーヘイズについて
横内陽子 1 *「ブルーヘイズ（blue haze）」は森の中の青い靄とし在住のある人から気象条件によっては針葉樹の林でて知られている。今から約 60 年前にアメリカ合衆国の青い靄が見えることがあると教わった。現地に行ってF. W. Went 博士が「植物が放出するテルペン類が大みると，斜面で上方から陽が射しこむ位置にあった。

気中で光化学反応を受け，微細な粒子を生成して青

その日はあいにく見られなかったが，確かに，微弱ない光を散乱するのがブルーヘイズである」と報告した

青い光を観るためには背景が暗くなくてはならないと[Went, 1960]。風のない晴れた夏の日の田園地帯に

この時気づいた。

広がる靄（もや）や遠くの山々が青く見える現象がこそして，昨年春，早朝のミツマタと光芒の撮影に出れであるとした。しかし，山の青さは見る人との距離にかけたとき，青みがかった光芒を目にした。これが下よって変わり，間にある空気中の分子や微小粒子にの写真である。テルペン類を多量に放出する杉林，よる散乱で説明されてしまう。筆者は長い間，この青暗い背景の手前に射しこむ光，無風，まさに「ブルーい靄を間近に見たいものだと思っていたが，森を歩ヘイズ」が現れる条件が整っていたのだ。

いてブルーヘイズに会うことはなかった。最近，関西

この時，ブルーを散乱した微小粒子の正体は，テ

森に射す青い光芒 （栃木県焼森山，2018 年 3 月）。

1大気化学研究 第 41 号 (2019)

ルペン類の光化学反応ではなく，オゾンとの反応によってできたものであろう。時刻は午前８時前，陽は昇ったばかりで光化学反応は進んでいない。それより夜も 30ppb 程度の濃度で存在するオゾンとテルペンの反応による生成物が静かな夜の間に，森の中に溜まっていたのだろう。昼になればそれに光化学反応が加わるが，太陽が高くなり，もはや弱々しい青は
明るい光に隠れてしまう。

参考文献
Went, F. W. (1960), Blue hazes in the atmosphere, Nature, No.
4738, 641-643.

著者所属：
1. 国立環境研究所（名誉研究員）* 責任著者:
Yoko Yokouchi <yoko99@maple.ocn.ne.jp>2

会員からのお知らせ

JpSAC news

Article No. 041N02

書評 『詳解 大気放射学 - 基礎と気象・気候学への応用 -』竹川 暢之 1 *第 11～13 章： 粒子による散乱・吸収【書籍名】
詳解 大気放射学

本書のねらいは，大気放射伝達の物理・化学メカニ- 基礎と気象・気候学への応用 -ズムについて，できるだけ原理・原則に遡って解説すGrant W. Petty 著， 近藤 豊，茂木 信宏 訳

ることであると理解している。それぞれの章は，一般

ISBN978-4-13-062729-0

原理に関する説明と，気象・気候・リモートセンシング

東京大学出版会 (定価 8,800 円)

における応用が対になって構成されている。このため，
大気の諸現象や計測技術の仕組みについて，最終

大気化学の研究者であれば，大気成分と気候の的に「なるほど」と感じる工夫がなされている。この「腑

関わりについて，論文や総説等の冒頭部分で触れるに落ちる」感覚は，学生はもちろん研究者にとってもことがあると思われる。例えば，「二酸化炭素やメタン

非常に重要なものである。

は温室効果気体として重要である」や「エアロゾルはまえがきによれば，本書はウィスコンシン大学にお太陽光を散乱・吸収し日射に影響を与える」等の文

ける半年分の講義を想定して書かれているようである。

章である。これらの事象について，大気の放射伝達

ただし，演習問題等を含めてこれを半年でこなすのがその核心部分であることは言うまでもない。しかしなはやや大変かもしれない。仮に私が本書の内容に沿

がら，数学的な難しさもあり，放射伝達の本質的な理って講義を行うとすれば，学部生向けと大学院生向解は容易ではない。上述の平易な例文でさえ，そのけに分けて教えるのがよいのではないかと思う。特に，意味を正しく解釈するには相当の知識を要する。

第 11～13 章は学部生にはやや難しいと推察される。

大気の放射伝達を専門的に扱った日本語の教科

あるいは，大気物質科学全体を俯瞰したような講義書は意外に限られており，学部生や大学院生にとっにおいて，必要に応じて辞書的に使う活用方法も考て大きなハードルになっているように感じられる。私えられる。余談ではあるが，本書を含め最近の教科

自身は大学で大気化学関連の講義を担当している

書は重要事項が太字や枠などでハイライトされるなど，が，教科書が充実していることは体系的な講義を行う

大変分かりやすい表記になっているものが多い。これ上で大変重要なことである。本書は，付録を含めても時代の流れだろうか。

400 ページ程の大変ボリュームのある教科書であり，大気化学者にとって大気放射学との関わり方は人

日本語ではあるが完全に読破するには相応の覚悟それぞれであるが，多様な大気成分が気候に及ぼすがいるかもしれない。一方で，大気の放射伝達に関影響の解明は，大気化学分野が目指す重要な目的

する重要な事項が論理的かつ明確に記されており，の一つである。学生の皆さんにとってはやや高額か

数式の展開も丁寧に書かれているので，当該分野をもしれないが，それだけの価値はあると思われるので，系統的に勉強するには大変有用であろう。本書は概一度手にとって眺めてみることをお薦めする。

ね以下の内容で構成されている。
第 1～6 章： 序論，電磁波の基礎，熱放射

1. 首都大学東京 大学院理学研究科

第 7～10 章： 大気の放射伝達，気体による吸収* Nobuyuki Takegawa <takegawa@tmu.ac.jp>

1

学会からのお知らせ

JpSAC news

Article No. 041N03

第 24 回大気化学討論会開催のお知らせ
角皆 潤 1 *，長田和雄 1，須藤健悟 1，中川書子 1，永尾一平 1，松井仁志 1，
神沢 博 1，柴田 隆 1，持田陸宏 2，大畑 祥 2，水野 亮 2，長濱智生 2
第 24 回大気化学討論会を，愛知県蒲郡市の三谷温泉「ホテル明山荘」にて開催いたします。2018 年はiCACGP-IGAC が国内開催となったため，大気化学
討論会は，2 年ぶりの開催となります。2013 年 11 月に石川県七尾市の和倉温泉で開催された第 19 回以
来，久しぶりに合宿形式による大気化学討論会を企
画いたしましたので，是非ともご参加下さい。
本討論会は，学生からシニアまで大気化学に関連する研究者が一堂に会して自由な雰囲気の中で活発な学術交流を行い，また相互の親睦も深めることを三河湾に沈む夕陽と三谷温泉街。写真中央の建物が討論会の会場（ホテル明山荘）となります。

目的として 1995 年から開催されています。歯に衣着せない議論の応酬は，本討論会の伝統です。さらに
今後の研究計画立案や，海外の研究動向に関する発表・参加申込受付開始: 2019 年 7 月 25 日

情報交換なども行われます。

発表申込〆切: 2019 年 9 月 25 日

発表形式は口頭発表（20 分程度）およびポスター

発表予稿提出〆切: 2019 年 9 月 25 日

発表となります。口頭発表の講演時間等，詳細は決事前参加・宿泊申込〆切: 2019 年 9 月 25 日※1

まり次第，下記の第 24 回大気化学討論会ホームペプログラム公開: 2019 年 10 月 10 日ージに掲載するとともに，日本大気化学会のメーリン

振込期限: 2019 年 10 月 17 日※2※3

グリストにてご連絡します。

※1 〆切日以降の参加・宿泊申込は当日扱いとなり，
宿泊費は申込日に依って変わります。また，宿泊の主催: 日本大気化学会，名大宇宙地球環境研究所

ご希望に添えない場合もございます。

会場・宿泊: 三谷温泉「ホテル明山荘」 (愛知県蒲郡※2 振込期限日以降は，振込まないで下さい。現金

市三谷町鳶欠 14-1，東海道本線「三河三谷駅」より払いを希望される方の受付けを当日設置いたします

シャトルバス運行予定)

ので，そちらでお支払い下さい。

日程: 2019 年 11 月 5 日(火)午後〜7 日(木)午前※3 学会の会員会費とは振込先が異なりますので，懇親会: 2019 年 11 月 6 日(水) 夕食時

ご注意下さい。

発表・参加・宿泊申込: 下記 URL (第 24 回大気化学討論会 Web サイト) 上で，発表申込・参加登録・予稿

全参加・宿泊費 (会員料金) ※4

提出・宿泊申込をしてください。

事前: 学生 25,000 円，一般 32,000 円

https://jpsac.org/symposium/24th-touronkai_2019/(参加費 + 2 泊 5 食 + 懇親会費) ※5※61

大気化学研究 第 41 号 (2019)

参加費のみ (会員料金) ※4

著者所属：

事前: 学生 2,000 円，一般 4,000 円

1. 名古屋大学 大学院環境学研究科

当日: 学生 3,000 円，一般 5,000 円

2. 名古屋大学 宇宙地球環境研究所(食費・懇親会費を含みません)* 責任著者:※4 大気化学会々員の方は参加登録の際に，必ずUrumu Tsunogai <urumu@1>

会員番号をご記入ください。非学会員の方，あるいは(@1 は，@nagoya-u.jp に変えて下さい)

会員番号の記載がない方は，学生・一般ともに 1,000
円増となってしまいますので，ご注意下さい。なお，会員資格について不明点がある方は，日本大気化学会事務局 (jpsac-post@bunken.co.jp) にお問い合
わせください。討論会事務局にお問合せ頂いても対応できません。
※5 部分参加も可能です。料金等の詳細は第 24 回
大気化学討論会 Web サイトを御覧下さい。
※6 各室 4 名程度の相部屋を予定しております。部
屋割りに関しては，事務局で決めさせて頂くことをあ
らかじめご了承ください。なお，個室を希望される方は別料金にて受け付けますので，御希望の方はお早めにご連絡ください。
問い合せ先: 〒464-8601 名古屋市千種区不老町
名古屋大学大学院環境学研究科
物質循環科学講座角皆・中川研究室
第 24 回大気化学討論会事務局
E-mail: urumu@1(@1 は，@nagoya-u.jp に変えて下さい)
大会実行委員: 角皆 潤 (委員長)，長田和雄，須藤
健悟，中川書子，永尾一平，松井仁志，神沢 博，
柴田 隆 (以上，名古屋大学大学院環境学研究科)，持田陸宏，大畑 祥，水野 亮，長濱智生 (以上，名古屋大学宇宙地球環境研究所)
プログラム委員: 豊田栄（東京工業大、主担当），齋藤尚子（千葉大），内田里沙（自動車研），中山智喜（長崎大）

2

学会からのお知らせ

JpSAC news

Article No. 041N04

JpGU2019「大気化学セッション」開催報告
中山智喜 1 *，岩本洋子 2，豊田栄 3, 江口菜穂 4, 入江仁士 5
日本地球惑星科学連合（JpGU）2019 年大会にお開につながれば嬉しく思います。また, 昨年, 日

いて，5 月 29〜30 日の日程で「大気化学セッション」

本で大気化学の国際会議が開催されたことに伴を開催しました。昨年の 59 件を上回る 67 件（うち、招い, 大気化学討論会がなかったため, 岩本洋子さ

待・受賞講演を含む）の講演申込みがあり、特に、海ん（広島大学）および坂本陽介さん（京都大学）

外の研究機関所属の研究者による投稿が 12 件に増による 2018 年度日本大気化学会奨励賞の受賞記

加しました。その結果, 口頭セッションのコマ数が,念講演も行われました。

昨年の 5 コマから 6 コマに増えました。発表者の希望

今年は初めての試みとして, 大気化学分野の大とセッション全体のバランスを考慮し，32 件の口頭発

学院進学者の増加を期待して, 日本大気化学会の表と 33 件のポスター発表に編成しました。発表使用

紹介パンフレットを配布するとともに, 大気化学

言語の区分の改訂に伴い、大気化学セッションの分野の大学院への進学希望者を招待する企画を発表使用言語は「J」（スライド・ポスター表記お実施しました。5 名の学部４年生から応募があり,

よび口頭発表の言語は, 英語または日本語を発表

全員が採択されました。本セッションを聴講する者が選択可）としましたが, 多様な参加者が発表だけでなく, 昼食会や懇親会で大気化学研究者と内容を理解できるように, スライドおよびポスタ

交流することで, 進路の選択に役立ててもらいまーの作成言語は英語として頂けるように呼びかした。また, 5 月 30 日に開催された日本大気化学

けました。海外から参加者を含め, 口頭セッショ会の会員集会において, 今回の企画に参加して感ン・・ポスターセッションともに多くの方に参加いじたことや将来の目標について発表してもらい

ただき, 活発な議論や交流が行われました。また,ました。企画に参加いただいた学生・・研究者のい学生優秀発表賞への応募も 5 件ありました。

ずれにも好評であったことから, 来年も同様の企

今年も昨年に引き続き、講演時間 30 分の招待画を実施する予定です。是非, お近くの学生に参講演枠を設け，飯塚芳徳さん・（北海道大学）には加を薦めて頂いたり, 掲示板等にチラシを掲示頂「アイスコアによる過去の大気エアロゾルの復くなど, 企画の周知にご協力頂けると幸いです。

元とその変動要因」，平田竜一さん（国立環境研

大気化学セッションの締め括りに，昨年・・一昨究所）には・「Effect of land use change on GHG fluxes

年に引き続き懇親会が開催されました。30 名以上

of tropical peat forests in Borneo island」，野田響さんの方々にご参加いただき，和気あいあいとした雰（国立環境研究所）には・「地球観測衛星による陸囲気のもと, 交流を深めました。今年も，学生の域生態系炭素固定機能のリモートセンシング」,

参加者が多く，研究者や他大学の学生と積極的に前澤裕之さん・（大阪府立大学）には・「惑星大気 - 火

交流する姿がみられました。

星・・金星 -」について，導入から最新の研究成果,最後になりましたが，大気化学セッションにご参加

今後の展望まで, 丁寧に紹介いただきました。隣頂いた皆様に，深く御礼申し上げます。来年の大気

接・・周辺領域からの新しい視点での大気化学研究

化学セッションにも、奮って投稿頂けますよう，に関するこれらの講演が，皆様の新しい研究の展

よろしくお願いいたします。

1

大気化学研究 第 41 号 (2019)

写真 1 口頭発表会場の様子

写真 4 懇親会の参加者の皆さん

著者所属：
1. 長崎大学 大学院水産・環境科学総合研究科
2. 広島大学 大学院統合生命科学研究科
3. 東京工業大学 物質理工学院
4. 九州大学 応用力学研究所
5. 千葉大学 環境リモートセンシング研究センター* 責任著者:
Tomoki Nakayama <t-nakayama@nagasaki-u.ac.jp>
写真 2

学部生招待企画の参加者と大気化学研究者の交

流昼食会

写真 3

会員集会で感想や将来の抱負について発表する

学部生招待企画の参加者

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学会からのお知らせ

JpSAC news

Article No. 041N05

2019 年度日本大気化学会奨励賞の候補者募集
日本大気化学会では下記の通り第１5 回（2019 年度）受賞者は 2019 年 11 月の大気化学討論会の会員集

奨励賞の募集を行います。皆様からの推薦（自薦，会において表彰する予定です。また，過去の受賞者

他薦を問いません）をお願い致します。日本大気化

および大気化学会奨励賞に関する細則については，学会事務局までメール(jpsac-post@bunken.co.jp)ま日本大気化学会 HP 内の記事

たは郵便でお送り願います。

https://jpsac.org/news/post_2959/ をご参照ください。

募集要項

日本大気化学会

１．選考対象は大気化学の分野で優れた研究を行っ

表彰委員長 豊田 栄

た本会会員 （学生会員を含む）で，2019 年 4 月 1
日現在で 37 歳以下の者。（※応募回数に制限はありません。過去の業績ばかりでなく将来性も含めて選考を行いますので，学生を含めた若い世
代からの応募も歓迎いたします。）
２．推薦資料は下記の事務局宛にメールまたは郵便で提出。
〒162-0801
東京都新宿区山吹町 358-5 アカデミーセンター
日本大気化学会事務局宛
e-mail: jpsac-post@bunken.co.jp
３．推薦資料は次の 4 項目を含んだもので，A4 で 1
ページ程度の本文と，A4 で 3 ページ以内の業績リスト（メールの場合は pdf ファイルにて添付）。
(1) 会員番号(2) 略歴（年齢や推薦対象研究の実施との対応が分かる程度の学歴・職歴など）(3) 推薦対象とする研究課題名(4) 推薦理由
４．推薦資料提出の締め切りは 2019 年 7 月 3１日。
注）・ 選考の段階で，選考委員会から追加資料の提出を求められた場合には，その指示に従って下さい。
・ 提出された資料は返却致しません。
・ 資料は奨励賞の選考以外には使用致しません。
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Article No. 041N06

第 43・44 回日本大気化学会運営委員会議事録
第 43 回日本大気化学会運営委員会

関山会員より、iCACGP-IGAC2018 特集号の現状に

日時：2019 年 2 月 19 日（火）13:35～16:30

ついて報告があった。江波委員より、第 40 号の発行

場所：ビデオ会議による開催と、第 41 号の準備の予定について説明があった。

出席者（敬称略）：谷本浩志、持田陸宏、入江仁士、
岩本洋子、江口菜穂、江波進一、金谷有剛、豊田栄、

５） 2018 年度奨励賞の選考について

中山智喜、永島達也、廣川淳、町田敏暢、森本真司、

廣 川 委員 より、 2 名の受賞 者が 決定 された こと 、

笠井康子（オブザーバー）、関山剛（オブザーバー）

iCACGP-IGAC2018 国際会議のバンケットで受賞式が行われたこと、受賞記念講演を JpGU 大気化学セ報告・審議事項

ッションの招待講演として実施予定であることなどに

１） マスタープラン 2020 への研究計画の提案につついて説明があった。選考の体制などについて議論いてがなされた。

笠井康子会員より、「衛星を用いた全球地球観測シ
ステムの構築」の研究提案の紹介が行われ、今後の６） 選挙制度改革について

方針について議論がなされた。また、小池真会員に

金谷委員より選挙制度に関する会員向けウェブアン

代わって町田委員より「航空機観測による気候・地球

ケートの実施について提案が行われた。出席した委

システム科学研究の推進」の研究提案の紹介があっ員から、アンケート実施の方法や、運営委員の選出た。本研究提案に対する日本大気化学会の関与の方法に関して意見が出された。

形などについて議論が行われた。
７） JpGU 大気化学セッションの準備状況
２） 会計・会員報告

中山委員より現状の報告が行われた。

町田委員から会員数や収支についての説明があった。

８） 2019 年開催の大気化学討論会について
豊田委員より現状の説明が行われた。大学院生の旅

３） 将来計画ワーキングループの活動状況

費の支援について議論がなされた。

学会ウェブサイトの更新や JpGU2019 に合わせた若手とシニアの交流会の企画、ワークライフバランスの

９） 学部生の大気化学討論会参加に対する支援にアンケート結果の取りまとめについての報告があった。

ついて若手ショートコースの企画等の所管についての提案

中山委員より趣旨の説明が行われ、対象とする学部

や、大気化学討論会における保育支援の提案があり、生などについて議論がなされた。そして、学生が参加

継続審議となった。また、討論会において女性研究できる大気化学会の企画について議論を継続するこ者の意見交換の場を企画するため、実行委員会と相ととした。学生への働きかけに関しては、JpGU に学談したい旨の説明があった。

会としてブースを出すことについての議論も行われた。

４） 学会誌「大気化学研究」の編集状況
1大気化学研究 第 41 号 (2019)１０） 大気化学若手ショートコースの開催について
谷本会長より説明が行われた。大学院生の旅費の支

３） 会計・会員報告

援について議論がなされた。

町田委員より、平成 30 年度の会員数および会費納
入の状況、同年度の会計について報告があった。ま１１） 日本学術会議関連学協会への登録申請た、会計監査について代読により報告が行われた。

登録の要件を満たしていることを確認し申請を進めることとなった。

４） JpGU 学協会長会議について
谷本会長より、会議の内容について報告があった。

１２） その他
次回の運営委員会および会員集会、JpGU に合わせ

５） JpGU の学術誌 PEPS についてて開催する懇親会の予定を決めた。

PEPS 誌の編集委員を務める金谷委員より、同誌の方針などについて説明があった。

第 44 回日本大気化学会運営委員会
日 時 ： 2019 年 5 月 29 日 （ 水 ） 18:30 ～ 21:00

６） JpGU 大気化学セッションの開催状況（JpGU2019 大気化学セッション 1 日目）

中山委員より、67 件の申し込みがあり（うち海外から

場所：TKP ガーデンシティ幕張 ヴィクトリー（アパホテ12 件）、口頭発表の枠として 6 コマを確保したとの報

ル＆リゾート東京ベイ幕張 48F）

告があった。発表言語区分の選択肢が変更となった出席者（敬称略）：

ことに伴い、大気化学セッションの区分が EJ（スライ（第 10 期運営委員）谷本浩志、持田陸宏、入江仁士、

ド・ポスター：英語／口頭発表：英語または日本語）か

岩本洋子、江波進一、金谷有剛、豊田栄、永島達也、ら J（スライド・ポスター、口頭発表のいずれも英語また

中山智喜、廣川淳（リモート）、町田敏暢、森本真司

は日本語）となったが、スコープ欄への記載やメール（第 11 期運営委員）谷本浩志、内田里沙、金谷有剛、により、スライド・ポスターの英語による作製を依頼し齋藤尚子、関山剛、豊田栄、永島達也、中山智喜、た旨の説明があった。

廣川淳（リモート）、森本真司、山地一代（リモート）欠席者：（第 10, 11 期）江口菜穂、（第 11 期）竹川暢

７） 学部生の JpGU 参加に対する支援

之中山委員より、学部 4 年生を JpGU に招待する企画としたとの説明があった。参加支援は、今後の JpGU 大

報告・審議事項

気化学セッションにおいても継続することにした。

役員選挙について
１） 入江委員より、第 11 期役員選挙の実施内容に

８） 人材育成ワーキンググループの活動状況

ついて報告があった。

入江委員より、JpGU に合わせて懇親会を開催し、学会ウェブサイト上に大気化学分野の研究室の情報を

２） 会長による運営委員の指名、副会長の選出につリスト化するなどの、若手とシニアの交流を促進する

いてための取り組みについて説明がなされた。若手主導

会長指名の次期委員として齋藤委員・内田委員が承の活動や、学会員相互の研究交流に対する支援に認された。また、次期の副会長に金谷委員が選出さ

ついて意見があった。

れた。

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大気化学研究 第 41 号 (2019)

９） 編集委員会の活動状況

１６） 女性活躍推進ワーキンググループの取り組み

担 当 委 員 よ り 、 大 気 化 学 研 究 誌 の谷本会長より、今年度の大気化学討論会における女iCACGP-IGAC2018 国際会議特集号および第 41 号

性会員の集いの企画について代理説明がなされた。

の発行予定について説明があった。日本大気化学

討論会では、保育支援を実施することとした。

会の出版物における、著作権の取り扱いについて議論がなされた。

１７） 学術会議協力学術研究団体の申込について
谷本会長より、登録申請に関する説明があった。

１０） 奨励賞について
金谷委員より、今後の選考の体制について原案が示

１８） 次期運営委員会についてされ、議論を行った。選考委員 3 名の人数規定を細運委委員会内の委員会・ワーキングループの体制、則から削除することとし、これを会員集会で周知する

幹事会の担当委員について議論がなされた。JpGU・こととした。

大気化学討論会に合わせた年 2 回の運営委員会開催に加えて、テレビ会議での実施も検討することとし

１１） 選挙制度ワーキンググループによるアンケートた。

金谷委員より、選挙制度に関する会員向けのアンケートの状況について説明があった。

１９） 会員集会の議題について
持田副会長より、翌日に開催される会員集会の議題

１２） ウェブワーキンググループの活動、今後のウェについて確認があった。

ブサイトの維持について
永島委員より、日本大気化学会ウェブサイトの更新に

２０） 2020 年以降の大気化学討論会についてついて説明があり、今後のウェブサイトの運営の方針

実行委員会の担当を依頼する機関の候補について

について議論がなされた。

議論がなされた。

１３） 機関リポジトリ登録の要求への対応
学会出版物の機関リポジトリ登録の要求に対する回（日本大気化学会 運営委員会）

答について方針を定めた。
１４） 今年度の大気化学討論会について
持田副会長より、開催に向けた状況について説明があった。
１５） 大気化学討論会に合わせた Early Career Short
Course の開催
谷本会長より、2020 年に開催される IGAC 国際会議に向けた若手ショートコースの開催について説明があった。

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学会からのお知らせ

JpSAC news

Article No. 041N07

日本大気化学会会員集会プログラム
日時：2019 年 5 月 30 日（木）12:30–13:30
場所：幕張メッセ国際会議場 1F 102 会場
1） 谷本会長より挨拶
2） 役員選挙について
3） 新会長より挨拶
4） 会員報告、会計報告
5） JpGU 大気化学セッションの開催状況
6） 学部生の JpGU 参加支援企画
7） 発行誌「大気化学研究」について
8） 奨励賞の募集について
9） 細則の改訂について
10）「役員選挙」に関する会員ウェブアンケート
11）2019 年開催の大気化学討論会について
12）第 2 回女性会員の集いの案内（日本大気化学会 運営委員会）

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学会からのお知らせ

JpSAC news

Article No. 041N08

第 11 期日本大気化学会役員選挙の結果について

１．役員選挙について

投票結果を受け，日本大気化学会事務局から当

日本大気化学会の選挙細則に基づき第 11 期（大選者の役員就任意思確認を実施した。

気化学研究会からの期）運営委員会役員選挙を実施した。

4．結果報告2019 年 1 月 18 日（金） 公示

2019 年 3 月 15 日（金） 電子メールにて報告

2019 年 2 月 22 日（金） 投票締め切り

2019 年 5 月 30 日（木） 会員集会にて報告

2．開票(日本大気化学会 選挙管理委員会

日時：2019 年 2 月 27 日（水） 13:30-17:30(入江仁士(委員長)，江波進一，豊田 栄))

場所：千葉大学環境リモートセンシング研究センター １階 会議室
有権者数：日本大気化学会正会員 214 名
投票総数：106 通
白票・無効票：12 票

3．当選者
会長
谷本浩志（国立環境研究所）
運営委員（10 名，50 音順）
江口菜穂（九州大学）
金谷有剛（海洋研究開発機構）
関山剛（気象庁気象研究所）
竹川暢之（首都大学東京）
豊田栄（東京工業大学）
永島達也（国立環境研究所）
中山智喜（長崎大学）
廣川淳（北海道大学）
森本真司（東北大学）
山地一代（神戸大学）

1

大気化学研究 第 41 号 (2019)

編集後記
今号では「エアロゾルと雲の相互作用」をテーマに，佐藤様，當房様，茂木様らにトピックスをご寄稿いただきました。IPCCで報告されている放射強制力の効果を示す表では，エアロゾルと雲の相互作用による効果の不確かさが最も大きくなっており，まさに気候変動を理解する上でカギとなる重要な研究テーマです。各総説では，研究の背景や最新の研究成果，今後の課題等について，非常にわかりやすく解説されており，大変興味深い内容になっております。また横内様にはブルーヘイズに関する美しい写真つきの記事をご寄稿いただきました。また竹川様には大気放射学に関する最新の翻訳本の書評をご寄稿
いただきました。お忙しい合間を縫って，貴重な原稿をご執筆下さった皆様方にあらためてお礼を申し上げます。
私事ですが，運営委員の任期満了に伴い，今号が私の最後の編集になります。歴代編集委員のスピリッツを損なわないよ
うに，各分野を網羅しつつ，可能な限り「おもろい」記事を集めようと編集作業を進めてきたつもりですが，至らない点が多々あったかと存じます。どうかお許し頂けましたら幸いです。お忙しい合間を縫って貴重な原稿をご執筆下さった皆様方にはあらためてお礼を申し上げます。次号より，新しい編集委員会にて編集作業を進めて頂くことになっております。引き続き，本学会の重要な柱となりますよう，本誌へのご支援をお願い申し上げます。（江波）大気化学研究 第41号 （2019年7月11日 発行）
編集兼発行： 日本大気化学会
編集委員： 江波進一（共同編集長），森本真司（共同編集長），関山剛，山地一代連絡先： 〒162-0801 東京都新宿区山吹町358-5 アカデミーセンター 日本大気化学会事務局
電話： 03-5389-6237
FAX： 03-3368-2822
電子メール： jpsac-post@bunken.co.jp
ホームページ： https://jpsac.org/publications/aacr/《本誌掲載著作物の転載を希望される方へ》
本誌に掲載された著作物を転載される場合は，上記までご連絡ください。無断での二次使用や勝手な加工はお控えください。