[A-AS07] 大気化学

[AAS07-14] 夏季北海道東方沖での航空機観測で推定された低層雲内でのBC湿性沈着割合

栗原 佳宏¹、*北 和之¹、南尾 健太¹、茂木 信宏²、森 樹大³、斎藤 天眞²、近江 泰吉郎²、小池 真² (1.茨城大学理学部、2.東京大学、3.慶応大学)

キーワード：黒色炭素エアロゾル、湿性沈着、低層雲

1. 背景・目的
ブラックカーボン（以下BC）は数十nm以下の微小炭素球の凝集体で、太陽放射を効率良く吸収し大気を加熱する直接効果、比較的高い高度に輸送されると大気の鉛直温度勾配が緩やかになり対流活動の抑制、氷雪面上への沈着によるそのアルベド低下、雲凝結核や氷晶核として働くなどのプロセスで気象プロセスに影響を及ぼすため重要である。それらの影響を理解する上で、BCの主な消失過程である湿性沈着による除去効率は、非常に重要であるが、そのプロセスの直接的な観測に基づく研究はまだ十分とは言えない。本研究では、夏季に北海道東方沖で航空機観測により得られたデータを用い、COとBCの濃度比から洋上の低層雲内での湿性沈着割合を定量的に推定することを目的とする。

２． 使用データ・研究手法
夏季の北太平洋上の低層雲の気候における役割を理解することを目的に、2022年7月19日から8月2日の期間に、北海道東方沖で全8回の航空機観測が行われた（AE2022）。AE2022では様々なエアロゾルおよび雲に関するパラメータが観測されたが、本研究ではBCおよび一酸化炭素(CO)の濃度と雲水量のデータを使用した。
BCとCOは共に不完全燃焼で生成されるが、COは湿性沈着を受けず比較的大気寿命が長いため、BCとCOの濃度増大量比（ΔBC/ΔCO）の値は、清浄空気との混合・希釈では変化しない一方、湿性沈着でBCが除去されると低下する。雲の有無を、観測された雲水量が0.01g/m3以上か以下かで判定し、雲中でのΔBC/ΔCO値の低下から湿性沈着割合を推定することができる。

３． 結果及び考察
AE2022の期間後半、後方流跡線解析からシベリアでのバイオマス燃焼に起因すると考えられるBC・CO濃度が高い空気塊が観測された。特に7月29日、30日には、下層雲の存在する高度2km以下でもBC・CO濃度が平均よりも有意に高く、この2日間、特に、洋上の低層雲中およびその上下を集中して飛行してデータを取得した6地点について解析を行った。
この6地点とも、雲の下の空気塊は海洋境界層中を輸送されてきており、雲中および雲の上の空気塊は沿海州～シベリア上空から輸送されてきていた。ほぼ水平に輸送されてきた空気塊の一部が、海洋境界層の直上に存在した低い層雲中に入ったと考え、この雲内でのCOを基準としてBC濃度の減少を、ΔBC/ΔCO値の上位15％範囲の中央値と下位15%範囲の中央値の比から求め、BCの湿性沈着割合推定値とした。推定された湿性沈着割合は約50~70%で、雲水量とよく正相関していた。