微粒子が気候を変える！
―富士山体を利用したエアロゾルの気候影響の研究―〇三浦和彦 1,2，大河内 博 3，加藤俊吾 4，和田龍一 5，皆巳幸也 6，鴨川 仁 7，矢吹正教 8，青木一真 9，永野勝裕 1，森 樹大 1,10，岩本洋子 1,11，上田紗也子 1,12，速水 洋 3，桃井裕広 1,13，五十嵐博己 1，伊藤佳樹 1，木村 駿 1，齋藤天眞 1
1.東京理科大学，2.富士山環境研究センター，3. 早稲田大学，4.東京都立大学，5.帝京科学大学，6.石川県立大学，
7.静岡県立大学，8.京都大学，9.富山大学，10.東京大学，11.広島大学，12.名古屋大学，13.千葉大学
クを示した．成長率を用いて NPF 発生時刻の推定を行ったところ，日中 (80 %) と夜間 (20 %) の両方で NPF が発生しており，光化学反応と暗反応の両方で NPF が発生している可能性があることが示唆された．1)
新粒子生成の原因の一つとしてイオン誘発核生成が考えられる．そこで，大気イオンの測定を行ったが，残念ながら，イオン誘発核生成はほとんど観測されなかった 2)．
粒子数濃度の増減は直接効果にとって重要であるが，新しく生成した粒子が全て CCN になるわけではない．自然条
件の過飽和度において CCN となる（活性化する）粒子の臨界直径は 50～150nm と報告されているが，80nm 以上の粒子数濃度（N80）を潜在的な CCN 数濃度として用いることが多い．2014 年以後のデータを解析した結果，イベントの後 N80が増加する例は 81 回のイベント中 34 例，モード径が 80nmを超えたのが 7 例，観測された．富士山頂では増加数は 85〜240 個/cm3 と他の観測点と比較し小さいが，増加率は 150～350%と他の観測点と同程度であることがわかった 3)
CCN は雲凝結核計（CCNC）を用いて，外気を吸引し測定器内で自然の雲と同程度の過飽和状態にしたときに成長する粒子数を計数することにより測定することができる．これを総粒子数濃度と比較すると，気塊がどこから輸送されて来たかによって，CCN 数の割合が異なった．
2010 年の結果によると，下層から気塊が輸送されて来た時より，自由対流圏中を越境輸送されて来た時の方がCCN 数の割合が高いことがわかった．これは輸送中に粒２．2006〜2019 年の富士山頂の観測結果
2006 年〜2019 年までの成果については過去の成果報 子が十分成長したためと考えられる 4) ．また，CCN の活告会で紹介してきた．ここではすでに投稿済み，投稿中 性化は，水蒸気過飽和度が高い，乾燥粒径が大きい，吸湿性が強いほど大きいが，雲粒（CD）生成には粒径分布の成果について紹介する．
走査型移動度粒径測定器（SMPS）で測定した 14.9〜 が最も影響することが示され，化学組成の代表値を用い148.6nm の総粒子数濃度，大きさ別に核生成モード（14.9 ても CD 数濃度を推定できる可能性が示された 5) ．
〜24.6nm），Aitken モード（26.4〜96.5nm），蓄積モード富士山頂への大気境界層の気塊の影響を調べる試み（103.7〜148.6nm）の粒子数濃度の経年変化を見ると， も行われた．山頂，太郎坊（1,290 m）のほかに気象庁
総粒子数濃度は 2006 年〜2019 年の 14 年の間に約 3 分 の 7 合 8 勺避難小屋（3,255 m）で同時に観測し，谷風の１に減少している．特に核生成モードの減少が著しい． によるエアロゾル粒子輸送の定量評価を行った 6) ．ま核生成モードのエアロゾルは NPF により生成され，イベ た，測定器を持って徒歩観測を行い，窒素酸化物濃度ントが起こると急激に高濃度になる．新粒子生成イベント の鉛直分布を求めたり 7) ，雲過程によるエアロゾル粒は 2006 年から 2019 年の全観測期間 453 日中 291 回観測さ 子の変質の調査を行った 8)．
れた．日中は 8 時，夜間は 22 時にイベント観測数のピー＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
連絡先：三浦和彦 (Kazuhiko MIURA) miura@rs.tus.ac.jp

１．はじめに二酸化炭素の増加により地球の温度が上がっているのはご存知ですね．富士山頂の値も増加しています．でも地球を冷やす物質があることをご存知ですか？空気中に浮遊する微粒子，エアロゾル粒子です．PM2.5 もエアロゾルですが，それよりコロナウイルスの媒体としてご存知ですよね．この悪玉のエアロゾルですが，地球を冷やす効果があります．太陽光を直接散乱・吸収する直接効果と，雲の核（雲凝結核，CCN）になることで雲の特性を変える間接効果です．
エアロゾル粒子が爆発的に増加する現象があります．二酸化硫黄などの気体が粒子化する現象で新粒子生成（NPF）と呼んでいます．エアロゾル粒子濃度が高いところは都市です
が，地球温暖化というと地球規模の問題ですから地球表面の7 割を占める海洋上の大気中の NPF について調べようと，1989 年から研究船で毎年のように観測をしていました．でも，2003 年の航海までほとんど観測されません．そして，その例も自由対流圏で生成したものが高気圧のもと，沈降したものです．確かに，航空機観測により自由対流圏において NPFがしばしば観測されることが報告されています．しかし，航空機は移動が速いため，NPF のメカニズムを解明するのは難しいです．そこで富士山頂（3776m）で 2006 年から観測を始めました．富士山頂は自由対流圏に位置することが多く，NPFのメカニズムを調べるためには最適の場所です．

14

変化を示すことが多い．図４に 7 月 23〜24 日を拡大し
３．太郎坊，御殿場基地における観測2020 年，2021 年夏期ともコロナ禍のため，山頂での観 て示す．総濃度と Aitken モード，累積モードの粒子濃測はできなかった．富士山頂には谷風により，大気境界層 度，核生成モードの割合を示す．全粒径範囲にわたり，の大気が輸送されることがある．そこで，輸送過程を調査 23 日 7 時〜8 時頃にスパイク状，10 時〜15 時になだらすることを目的に 2020 年 8 月から太郎坊と御殿場基地 かな増加が見られる．24 日も 7 時頃にスパイク状，15（446 m）で同時に光散乱式粒子計数器（OPC）の測定をし 時過ぎに増加が見られるが， Aitken モード，累積モーた（図１）．OPC に太郎坊では KC01E，御殿場基地では ドの粒子濃度は増加していない．24 日は新粒子生成イ
KC52C を使用した．また太郎坊では SMPS による粒径分 ベントと考えられるが，23 日は SO2 濃度も高く長距離布とスカイラジオメータ により光学的厚さの測定をした． 輸送が考えられる．浅間山の噴煙の影響を捉えたものかもしれない．

図３ 総粒子数濃度と核生成モードの粒子濃度の割合の時間変化（2021 年 7 月，8 月）
太 坊

0818-0824

図１ 観測場所の位置と高度（https://npofuji3776.org/infrastructure/bases.html）
御場 2020 年 8 月に太郎坊と御殿場基地で同時に測図２に定した OPC の結果を示す．太郎坊では 26 日 21 時過ぎに 0.3, 0.5 µm 以上の粒子濃度の減少が見られるが，御殿場基地では 26 日の夕方から減少している．また，29
日夜，31 日夜の減少にも時間のズレがある．今後，風系など気象解析により輸送過程を調べたい．
太 坊

図４ 総粒子濃度，Aitken モード，累積モードの粒子濃度と核生成モードの粒子濃度の割合の時間変化（2021 年
7 月 23 日〜24 日）

0825-0831

謝辞
本研究の一部は，科研費基盤研究 B（19H04238）（代表 矢吹正教，2019-2021 年度）の助成により行われた．

御 場

参考文献
1) 五十嵐博己ら, エアロゾル研究，37, 2022 （印刷中）2) 長岡信頼ら, J. Atmos. Elect., 33, 107-114, 2013
図２ 太郎坊（上），御殿場基地（下）で測定した 0.3
3) 木村駿ら, エアロゾル研究, 2022 （投稿中）µm 以上の粒子濃度の時間変化（2020 年 8 月 25〜31 日）
4) 長谷川朋子ら, エアロゾル研究, 27, 189-196, 2012
図３に 2021 年 7 月〜8 月の 15〜150nm の総濃度と核 5) Iwamoto et al., Appl. Sci., 11, 8439, 2021
生成モード（15〜25nm）の粒子の割合の時間変化を示 6) 藤代恵史ら, エアロゾル研究，24, 123-128, 2009
す．台風，低気圧，前線の影響を受けて低濃度を示すが， 7) 室崎将史ら，大気環境学会誌，41(6) , 347-354, 2006
それ以外の日は日中高く夜間低いという規則正しい日 8) Ueda et al., Atmospheric Research, 137, 216-227, 201415