国立大学法人東海国立大学機構 名古屋大学宇宙地球環境研究所の大畑 祥 助教、東京大学大学院理学系研究科の小池 真 准教授、アルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所（ドイツ）のアンドレアス ハーバー 博士らの研究グループは、気象庁気象研究所・国立極地研究所との共同研究で、春季の北極大気中の黒色炭素エアロゾル（BC）注1）濃度の年々変動が、中緯度の森林火災の発生規模の年々変動により強く支配されていることを新たに解明しました。
化石燃料の燃焼や森林火災などにより大気に放出されるBCは、太陽放射を吸収し大気を加熱する効果を持ちます。北極域に存在するBCの多くは北極圏外から輸送され、北極域の温暖化や雪氷の融解促進に寄与していると考えられていますが、観測は限られており、さまざまな発生源の寄与や気候影響の推定には大きな不確実性が残っています。
本研究では、航空機を用いた国際共同観測により、北極域の春季のBCの鉛直積算量注2）の年々変動が、中緯度の森林火災の発生数の変動とおおむね一致することを明らかにしました。また、数値モデル注3）によるシミュレーションと観測の比較から、これまで想定されていた森林火災によるBCの排出量は、大幅に過小評価されている可能性が示されました。本研究で得られた観測結果は、BCの気候影響を評価するさまざまな数値モデルの検証と改良に役立てられ、より正確な気候影響の推定に結びつくことが期待されます。
本研究成果は、2021年11月4日16時（日本時間）付国際学術雑誌「Atmospheric Chemistry and Physics」に掲載されました。
本研究は、環境再生保全機構の環境研究総合推進費「地球温暖化に関わる北極エアロゾルの動態解明と放射影響評価」や文部科学省「北極域研究加速プロジェクト（ArCS II）」等の支援のもとで行われたものです。
・航空機を用いた国際共同観測により、北極域の春季の黒色炭素エアロゾル（BC）の鉛直積算量が中緯度の森林火災によって強く支配されていることを解明した。
・数値モデルによるシミュレーションと観測の比較から、数値モデルは化石燃料の燃焼由来のBCを比較的良く再現しているのに対し、森林火災由来のBCを大幅に過小評価している可能性が示された。
・本研究で得られた観測結果は、BCの気候影響を評価するさまざまな数値モデルの検証と改良に役立てられ、より正確な気候影響の推定に貢献することが期待される。
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注1）黒色炭素エアロゾル（BC）:
化石燃料の燃焼過程や森林火災で発生するスス粒子のこと。本研究では、レーザー誘起白熱法という手法を用いた測定器により、航空機の機内に吸引した外気に含まれる粒子を個別に検出し、単位体積の空気に含まれるBCの総質量（BC質量濃度 [ng m-3]）を測定した。
注2）BCの鉛直積算量：
航空機観測により各高度で測定されたBC質量濃度を、地表から高度5kmまで積算した量。単位面積の気柱に含まれるBCの総量を表す。単位は[μg m-2]。
注3）数値モデル：
大気の運動、水蒸気の相変化、微量気体やエアロゾルの生成・輸送・変質・沈着過程などを、流体力学・熱力学・化学などの法則に基づいてシミュレーションするモデル。 本研究では、名古屋大学の全球気候-エアロゾルモデル（CAM5-ATRAS）と気象研究所の地球システムモデル（MRI-ESM2）を用いてシミュレーションを行った。
雑誌名：Atmospheric Chemistry and Physics
論文タイトル：Arctic black carbon during PAMARCMiP 2018 and previous aircraft experiments in spring
著者：
大畑 祥 名古屋大学宇宙地球環境研究所 助教
小池 真 東京大学大学院理学系研究科 准教授
吉田 淳 国立極地研究所 特任研究員
茂木 信宏 東京大学大学院理学系研究科 助教
足立 光司 気象庁気象研究所 主任研究官
大島 長 気象庁気象研究所 主任研究官
松井 仁志 名古屋大学大学院環境学研究科 准教授
Oliver Eppers ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ 博士課程学生
Heiko Bozem ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ 研究員
Marco Zanatta パリ第12大学 特任研究員
Andreas B. Herber アルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所 上席研究員
DOI: 10.5194/acp-21-15861-2021
URL: https://acp.copernicus.org/articles/21/15861/2021/
