研究者情報

マスター

アカウント（マスター）

• 氏名

  山形　定(ヤマガタ　サダム), ヤマガタ　サダム

所属（マスター）

• 工学研究院　環境工学部門　環境工学

所属（マスター）

• 工学研究院　環境工学部門　環境工学

独自項目

syllabus

• 2021, 環境工学, Environmental Engineering, 学士課程, 工学部, 都市環境、水質汚濁、上下水道、水質保全、大気保全、廃棄物、エネルギー、騒音・振動
• 2021, 環境工学実験Ⅰ, Environmental Engineering Laboratory I, 学士課程, 工学部, 分析化学実験、環境汚染物質濃度の化学測定、酸・塩基滴定、吸光光度法、水質汚濁測定、微生物量測定
• 2021, 大気保全工学, Atmospheric Environment Engineering, 学士課程, 工学部, 大気汚染、大気環境基準、大気汚染物質の排出、発生源対策
• 2021, 気象学, Meteorology, 学士課程, 工学部, 大気放射、大気熱力学、降水の物理学、温帯低気圧
• 2021, 環境と人間, Environment and People, 学士課程, 全学教育, バイオマス、農耕地、食料、エネルギー、有用物質、触媒、バイオエコノミー

researchmap

プロフィール情報

学位

• 工学博士（東京大学）

プロフィール情報

• 姓

  山形, ヤマガタ

• 名

  定, サダム

• ID各種

  201501042249422479

対象リソース

https://kaken.nii.ac.jp/d/r/80220242.ja.html

業績リスト

研究キーワード

• ロケットストーブ   燃焼   ペレット   木質バイオマス   大気エアロゾル   雲粒   光ファイバー   光触媒   リアルタイム   ディーゼル排ガス   PHS   ゼオライト   環境計測   エアロゾル吸収係数   

研究分野

• 環境・農学 / 環境政策、環境配慮型社会 / エネルギーにおける民主主義
• 環境・農学 / 環境材料、リサイクル技術 / 自然エネルギー利用
• 環境・農学 / 循環型社会システム / 自然エネルギー利用
• 環境・農学 / 環境動態解析
• 自然科学一般 / 大気水圏科学

経歴

• 2013年 北海道大学 工学(系)研究科(研究院) 助教

論文

• 小型熱電併給装置による木質バイオマス地産地消の可能性に関する検討

  岡田和也, 山形 定

  北海道自然エネルギー研究 16 1 17 - 25 2022年06月 [査読有り][通常論文]
  
• 堆雪層底面から空気供給した熱による融雪実験

  山形 定, 大澤俊信, 深澤達矢

  北海道自然エネルギー研究 16 1 5 - 15 2022年06月 [査読有り][通常論文]
  
• 北海道における木質バイオマス利用

  山形 定

  北海道における脱炭素社会に向けた取組み 2021年12月 [査読無し][招待有り]
  
• 北海道における雪氷冷熱利用の可能性

  山形 定

  住民と自治 699 20 - 22 2021年07月 [査読無し][招待有り]
  
• 薪ストーブを熱源とする空気融雪システムの屋根落雪部への設置とその試運転

  山形 定, 大澤俊信, 米田直司, 立藏祐樹, 小林由快

  北海道自然エネルギー研究 15 1 15 - 24 2021年06月 [査読有り]
  
• 衛星搭載された合成開口レーダを用いた森林消失エリアのリアルタイムモニタリング

  山形 定, 蒲生将大

  北海道自然エネルギー研究 15 1 7 - 14 2021年06月 [査読有り]
  
• Winter asparagus production with hot water heated by pellets boiler

  H. Araki, H. Nakano, S. Ichikawa, T. Kawai, T. Jishi, S. Yamagata, M. Kamide

  Acta Horticulturae 1301 117 - 122 2020年12月 [査読有り]
  
• 公益電力事業における情報開示の必要性－ブラックアウトの教訓とアンケート調査

  山形 定

  北海道自然エネルギー研究 14 1 9 - 22 2020年05月 [査読有り]
  
• 日本初のブラックアウト－失敗学からの考察

  山形定

  北海道 自然エネルギー研究 13 1 5 - 16 2019年06月 [査読有り][通常論文]
  
• Emission and Cost Analysis in Asparagus Fusekomi Forcing Culture with Wood Pellet Boiler

  Z.Jie, T.Kumano, M.Fujii, S.Yamagata, M.Kamide, H.Araki

  Japanese journal of farm work research 54 1 3 - 13 2019年03月 [査読有り][通常論文]
  
• 村有林由来の薪を燃料とするボイラー導入が占冠村にもたらした経済効果

  山形定

  北海道自然エネルギー研究 12 1 5 - 16 2018年07月 [査読有り][通常論文]
  
• Culture bed heating comparison between electric wire and hot water generated from pellet boiler in asparagus forcing production

  Zeng J, T. Kumano, S. Yamagata, M. Kamide, M. Fujii, H. Araki

  Acta Horticulturae 1208 265 - 270 2018年 [査読有り][通常論文]
  
• An Unreported Asian Dust (Kosa) Event in Hokkaido, Japan: A Case Study of 7 March 2016

  Teppei J. Yasunari, Masashi Niwano, Yasushi Fujiyoshi, Atsushi Shimizu, Masamitsu Hayasaki, Teruo Aoki, Arlindo M. da Silva, Brent N. Holben, Sumito Matoba, Naoto Murao, Sadamu Yamagata, Kyu-Myong Kim

  SOLA 13 96 - 101 2017年 [査読有り][通常論文]
   

  Monitoring particulate matter is essential to alert the public about health risks. The Terra/MODIS true color image clearly captured a yellow band over Hokkaido prefecture in Japan on 7 March 2016. We investigated whether this event was an Asian dust (Kosa) transport or not with the ground-based observations in Sapporo and Takikawa in Hokkaido and NASA's MERRA-2 re-analysis data. The timing of increased particle number concentrations (PNCs; greater than 0.5 mu m) was clearly measured by a low-cost aerosol sensor at Sapporo and Takikawa in the early afternoon. For this particle size range, the PNC by this aerosol sensor had greater agreement with another commercial instrument for the 1-hourly mean data. The lidar data at Takikawa and NASA's AERONET at Sapporo also implied the increased dust particles (i.e., dominance of non-spherical and coarse particles, respectively), which supported that the PNC increase was due to the dust transport. The hourly PM2.5 data in Sapporo significantly increased in the evening rather than around the noon to early afternoon. We concluded that this event was judged as an Asian dust (Kosa) event in Hokkaido starting from the early afternoon, which was, however, not reported by Japan Meteorological Agency (JMA) based on their visible observations.
• 北海道における木質バイオマス利用の現状と課題

  山形定

  電気設備学会誌 36 791 - 797 2016年11月 [査読無し][招待有り]
  
• 自然エネルギー利用の現状と課題－木質バイオマス利用と競合するおが粉製造業から考える－

  山形定

  酪農ジャーナル 69 3 2016年03月 [査読無し][招待有り]
  
• Corrigendum: "The GOddard SnoW impurity module (GOSWIM) for the NASA GEOS-5 earth system model: Preliminary comparisons with observations in Sapporo, Japan" [SOLA, 10, (2014) 50-56] DOI:10.2151/sola.2014-011

  Teppei J. Yasunari, K. M. Lau, Sarith P.P. Mahanama, Peter R. Colarco, Arlindo M. Da Silva, Teruo Aoki, Kazuma Aoki, Naoto Murao, Sadamu Yamagata, Yuji Kodama

  Scientific Online Letters on the Atmosphere 12 1 c1  2016年 [査読有り][通常論文]
  
• 札幌市のPM2.5濃度に対する都市・越境汚染の寄与評価

  坂内 俊暁, 村尾 直人, 山形 定, 山口 高志, 深澤 達矢

  土木学会論文集G(環境) 71 5 227 - 233 公益社団法人 土木学会 2015年09月 [査読有り][通常論文]
   

  我が国の都市におけるPM2.5汚染は、大陸から長距離輸送されてきた微小粒子（越境汚染）と都市内で排出・生成した微小粒子（都市汚染）が混合している状態であり、それぞれの寄与を把握することは、都市大気の改善に取り組む上で重要である。本研究では、微小粒子の光学特性に着目し、その指標であるSSA（単一散乱アルベド）、B/N比（吸収係数/粒子個数比）を用いて、札幌市を例に、実測から都市・越境汚染の寄与を評価する手法の開発を試みた。その結果、観測期間中（2014年6月～12月）の札幌の都市大気は、常時70%以上が越境汚染に支配されていたことが示唆され、また越境汚染割合は、夏季に減少し、秋季に上昇するという季節変動が得られた。この評価手法を用いることで、都市大気汚染へのより適切な対策の選択が可能になると期待される。
• Foliar rinse study of atmospheric black carbon deposition to leaves of konara oak (Quercus serrata) standse

  Hiroshi Hara, Takumi Kashiwakura, Kyo Kitayama, Sonoko Deothea Bellingrath-Kimura, Tomohiro Yoshida, Masao Takayanagi, Sadamu Yamagata, Naoto Murao, Hiroshi Okouchi, Hiroko Ogata

  ATMOSPHERIC ENVIRONMENT 97 511 - 518 2014年11月 [査読有り][通常論文]
   

  Dry deposition of Black Carbon (BC) to the actual leaves of konara oak (Quercus serrata) was evaluated in a foliar rinse method in an experimental forest in the suburbs of Tokyo, Japan in order to explore deposition levels and vertical profile within the forest. At three heights of the forest of 20 m height, 20 m, 15 m, and 6 m or 4 m, leaves were sampled on a weekly basis for a couple of months in 2011 and 2012 and subjected to rinsing with water and chloroform. The BC in the rinse solution was collected on a quartz fiber filter and determined by spectrophotometry. The BC mass deposited to leaves increased with height and this profile pattern was generally maintained in the study period. The specific BC mass deposited to leaves showed considerable fluctuations with time, but the deposited BC increased rapidly with time in the bud flushing stage, then attained to a plateau, and began to decrease as the defoliation advanced. The plateau is a result of a simple accumulation with time and occasional removal due to rainfall and strong winds. The maximum BC mass deposited to leaves per leaf surface unit area occurred in June where the level was 10-15 mg-BC m(-2). The rate of BC mass deposited to leaves at the time of leaves growing was determined to be 0.237 and 0.277 mg-BC m(-2) day(-1) for measurements in 2011 and 2012, respectively. On the basis of the observed BC mass deposited to the leaves, BC mass deposited to leaves per forest floor unit area estimated with LAI showed a strong seasonality. The BC mass deposited to leaves per forest floor unit area was compared to the deposition flux from the atmosphere to the forest canopy, which would be interpreted as indicating that 30% of atmospheric BC deposition to the canopy was retained on the leaves in time of leaves growing. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
• The goddard snow impurity module (GOSWIM) for the NASA GEOS-5 Earth system model: Preliminary comparisons with observations in Sapporo, Japan

  Teppei J. Yasunari, Teppei J. Yasunari, K. M. Lau, Sarith P, P Mahanama, Sarith P, P Mahanama, Peter R. Colarco, Arlindo M, da Silva, Teruo Aoki, Kazuma Aoki, Naoto Murao, Sadamu Yamagata, Yuji Kodama

  SOLA 10 50 - 56 2014年01月 [査読有り][通常論文]
   

  The snow darkening module evaluating dust, black carbon (BC), and organic carbon (OC) depositions on the mass of snow impurities and albedo has been developed for the NASA Goddard Earth Observing System, Version 5 (GEOS-5) Earth System Model, as the GOddard SnoW Impurity Module (GOSWIM). GOSWIM consists of the updated snow albedo scheme from a previous study (Yasunari et al. 2011) and a newly developed mass concentration calculation scheme, directly using aerosol depositions from the chemical transport model (GOCART) in GEOS- 5. Compared to observations at Sapporo, the off-line simulations, forced by observation-based meteorology and aerosol depositions from GOES-5, reasonably simulated the seasonal migration of snow depth, albedos, and impurities of dust, BC, and OC in the snow surface. However, the simulated dust and BC mass concentrations in snow were especially underestimated except for the BC in the early winter, compared to the observations. Increasing the deposition rates of dust and BC could explain the observations. Removing BC deposition could possibly lead to an extension of snow cover duration in Sapporo of four days. Comparing the offline GOSWIM and the GEOS-5 global simulations, we found that determining better local precipitation and deposition rates of the aerosols are key factors in generating better GOSWIM snow darkening simulation in NASA GEOS-5.
• Optical and Chemical Properties of Atmospheric Aerosols at Amami Oshima and Fukue Islands in Japan in Spring, 2001

  OHTA, S, MURAO, N, YAMAGATA, S

  Journal of the Meteorological Society of Japan 91 1 63 - 73 Meteorological Society of Japan 2013年 [査読有り][通常論文]
   

  The optical and chemical properties of atmospheric aerosols were determined from the ground-based measurements at Amami Oshima in April 2001 during the Asian Atmospheric Particle Environmental Change Studies (APEX) campaign and at Fukue Island in March 2001. At Amami Oshima from April 10 to 16, an aerosol event was observed in which the volume scattering coefficient and sulfate concentration of fine particles increased conspicuously. At the former term of the aerosol event, the single scattering albedo reached 0.98. At the latter term of the event, on the other hand, it was 0.80-0.90 and the concentrations of elemental carbon, aluminum, and zinc increased by a factor of several to ten times compared with the rest of the observation terms. Using chemical and backward trajectory analyses, it was established that the transparent aerosols, rich in sulfate, were converted from sulfur dioxide gas emitted by the Miyake Island volcano at the former term of the aerosol event, while the turbid and absorptive aerosols were anthropogenic aerosols appearing together with Asian yellow dust from continental China at the latter term of the event. The measurements at Fukue Island showed that the volume scattering coefficients as well as the concentrations of sulfate, elemental carbon, aluminum, and zinc were higher than those at Amami Oshima, while the single scattering albedo was relatively low. This study elucidates that in spring, large amounts of anthropogenic particles are frequently transported together with Asian yellow dust from inland continental China to the Pacific Ocean, and that the single scattering albedo and the ratio of organic to elemental carbons are approximately 0.80-0.85 and 1, respectively, over the north-western Pacific Ocean.
• Measurement of optical and chemical properties of atmospheric aerosols over the western Pacific Ocean

  Yuji Fujitani, Sachio Ohta, Tatsuo Endoh, Naoto Murao, Sadamu Yamagata

  Journal of Global Environment Engineering 8 17 - 33 2002年11月 

  It is necessary to determine the spatial distribution and variation of optical properties and chemical species of atmospheric aerosols to estimate their direct effect on climate. In the western Pacific Ocean, where pollutants are transported from East Asia, there are few aerosol measurements available to estimate the climatic effects. In this study the optical and chemical properties of aerosols were measured on board the R/V Mirai in June-July 2000 (MR00-K04 cruise) and in May 2001 (MR01-K02 cruise) in the western Pacific Ocean during the ACE-Asia campaign. The MR00-K04 cruise covered the maritime air mass south of 30 ° N. The median volume absorption coefficient (σap) was extremely low, 1 × 10-7 m-1, and the volume scattering coefficient (σsp) ranged from 7.0 × 10-6 to 33.7 × 10-6 m-1. The single scattering albedo (ω = σsp/ (σsp + σ ap)), ranged from 0.97 to 0.99. During the MR01-K02 cruise, anthropogenic aerosols and soil particles emitted from Asian countries were detected at a distance of 500 km from the coast. In this area, the median σap was 2.2 × 10-6 m-1, 20 times higher than that measured south of 30° N in the MR00-K04 cruise. The ω values were 0.82 - 1.0 and the median of the aerosol optical thickness (AOT) at 550nm wavelength was 0.50 which was 8 times that on MR00-K04.
• Concentrations of water soluble organic aerosols at mt. lemmon in arizona

  Masahiro Hori, Sachio Ohta, Naoto Murao, Sadamu Yamagata

  Journal of Global Environment Engineering 5 11 - 25 1999年 

  Concentrations of low molecular weight dicarboxylic acids, organics and sulfate in aerosols were measured at the summit of Mt. Lemmon (2971 m), Arizona, from October 1994 to September 1996. Oxalic acid was most abundant (4.4 ~ 62.0 ng m-3) among the measured dicarboxylic acids and accounted for 50% of the total dicarboxylic acid mass concentration. Monthly mean concentrations of other dicarboxylic acid components were 0.0 ~ 11.3 ng m-3 for malonic acid, 0.6 ~ 19.9 ng m-3 for malic acid, and 0.0 ~ 5.4 ng m-3 for succinic acid together with 148.5 ~ 1015.8 ng m-3 organics and 113.9 ~ 1962.2 ng m-3 sulfate. The concentrations of these water soluble components increased from late spring to autumn, particularly in summer, as the top of the mixing layer rose above the summit of Mt. Lemmon due to the strong solar radiation. The annual time variations in dicarboxylic acid, organics and sulfate concentrations implied that the photochemical production of malic acid and malonic acid and the dissociation of organics and oxalic acid occur in the atmosphere in middle and late of summer. The concentration ratio of total dicarboxylic acid was 2 ~ 13% of that of sulfate and highest in summer. Changes in the stratus cloud top albedo and solar radiation net flux at the tropopause due to increases in number concentration of water soluble aerosols were calculated under three different scenarios of number concentrations. The calculations indicated that the indirect radiative effect caused by increases in number concentration of water soluble aerosols was large and a doubling in the number concentration of water soluble aerosols decreases the solar radiation net flux at the tropopause by up to 20 Wm2, although this occurs within a local cloudy area.
• 大気汚染物質の広域輸送を対象とした流跡線解析手法の検討

  村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定, 近藤 浩毅, 佐藤 久靖

  地球環境シンポジウム講演集 4 123 - 128 Japan Society of Civil Engineers 1996年 

  The increasing attention to large-scale air pollution has resulted in numerous air monitoring networks and field studies. Trajectory calculations are often usedto understand the behavior of air pollutants and the results of measurements. However the accuracy of trajectory calculations is not well known, especially for the long-range transport in East Asia. In this study, some recent measurement data are used to determine the accuracy of isentropic trajectory model. The separation between isentropic trajectories and three-imensional trajectories derived from meteorological data which have sufficient temporal resolution is used to assess the validity of the isentropic technique. The results indicate that the isentropic trajectories arrived closest the boundary layer sometimes differ greatlyfrom three dimensional trajectories arrived at the surface measurement points. The causes of discrepancy is considered. Although the details of each trajectory do not necessarily reflect the actual path of motion of pollutants, the calculations suggest that the emsumble mode of trajectory analysis provides a useful tool of the relative patterns of large scale air motion.
• 日本地域における大気混濁係数の変動解析

  太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 深沢 達矢, 長谷川 就一, 荒生 公雄

  地球環境シンポジウム講演集 4 117 - 122 Japan Society of Civil Engineers 1996年 

  Atmospheric turbidity coefficients were calculated at five sites (Nemuro, Sapporo, Shionomisaki, Tosa-Shimizu and Ishigaki) in Japan from 1980 through 1995. Theturbidity coefficients ranged 0.03-0.30 at Nemuro, 0.05-0.45 at Sapporo, 0.05-0.45 at Shionomisaki, 0.03-0.40 at Tosa-Shimizu and 0.03-0.40 at Ishigaki. In 1982-1984 and 1991-1993 they had the maximum due to large volcanic eruptions of Mt. E1 Chichon and It.Pinatubo, respectively. Except effect of the volcanic eruption, the turbidity coefficients had tendency of increase from 1955 through 1990 due to increase of human activities. Global increase of the turbidity coefficient of 0.042 may cause the decrease of the global mean surface temperature of 0.3°C.
• 北半球中緯度を対象とした反応・輸送モデルの開発

  中山 里美, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定

  地球環境シンポジウム講演集 3 225 - 230 Japan Society of Civil Engineers 1995年 

  A two-dimensional channel model for the troposphere covering between 30N and 60N is constructed in order to simulate the effect of human activities on global troposphere. The model treats the processes of advection, diffusion, chemical transformation, emission from sources, dry and wet deposition and cloud transport. Calculated concentrations of ozone and PAN show a good agreement with observations. The amount of ozone is about10-20ppb, which accounts for 20-60% of present ozone concentration. This amount depends primarily on local NOxconcentration. Calculated distribution of PAN reflects temperature field. Furthermore, we run the model with the anthropogenic emissions from East Asia increased to the same emission strength of the most industrialized part of the U. S. HNO₃ concentration increased significantly near the source area at low levels, whereas PAN shows little dependence on height and longitude. The difference of these behavior is explained by the difference of their removal process from atmosphere. On the other hand, ozone shows 50% decrease in winter and 50% increase in summer near the surface over East Asia.
• 対流圏下層におけるPANの濃度変動

  村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定, 溝口 勲, 窪田 和彦

  地球環境シンポジウム講演集 2 114 - 119 Japan Society of Civil Engineers 1994年 

  ABSTRACT;Analysis of PAN measurement in Sapporo indicated that the variation of PAN in Sapporo was highly affected by the transport from a wide area rather than the photochemical formation in Sapporo city. In this study, a two dimensional channel model for chemistry and transport in the troposphere is constructed to study the behavior of trace species at mid latitude in the northern hemisphere. Evaluation of the model performance is attempted with the results of our PAN measurements in Sapporo. The calculated seasonal variation of PAN concentrations at 140E near the surface, which shows a maximum in the late winter and a minimum in summer, presents a similar pattern to that observed in Sapporo. However the model tends to overpredict the concentrations during winter months and underpredict the concentrations during summer months.

MISC

• 自然エネルギーの内発的発展に資する「失敗の共有」を！

  山形 定 住民と自治 (703) 34 -34 2021年11月 [査読無し]
  
• 放逐される総長－北海道大学

  山形 定 「私物化」される国公立大学 56 -65 2021年09月 [査読無し]
  
• 北大と軍事研究

  山形 定 北海道大学ピースガイド 36 -37 2019年12月 [査読無し]
  
• 産学共同・軍学共同の今

  山形 定 北海道大学ピースガイド 99 -101 2019年12月 [査読無し]
  
• 北海道における自然エネルギーへの展望－ブラックアウト（全域停電）の教訓を踏まえて－

  山形定 自治と分権 (75) 79 -89 2019年04月 [査読無し][招待有り]
  
• ブラックアウトを経験した北海道で考える自然エネルギーの方向性

  山形定 建築とまちづくり (482) 18 -24 2019年02月 [査読無し][招待有り]
  
• センサーを用いた越境大気汚染の観測

  村尾 直人, 山形 定, 深澤 達矢 地球環境シンポジウム講演集 22 1 -4 2014年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 大気中のオゾン測定センサ・ネットワークの開発

  内山 政弘, 奥村 聰, 河上 由行, 中川 太郎, 山形 定, 村尾 直人 環境化学 24 (1) 19 -24 2014年 [査読無し][通常論文]
   

  A wireless sensor network was developed for continuously measuring ozone concentration in the atmosphere. The network was constructed of sensor nodes, each of which was made of an ozone sensor and a communications transmitter connected to a cellular phone network. In order to examine the performance of the sensor network, one-year observations were made at local air pollution monitoring stations in Sapporo and in Ayabe (in Kyoto Prefecture), and the ozone concentrations derived from the sensor outputs were compared with those obtained by the standard monitoring instruments. As a result, it was proved that the ozone sensor used in the node had enough ability to follow the change in the ozone concentration in the atmosphere. The correlation coefficients between the sensor network and the monitoring-station observations exceeded 0.86. Thus the ozone monitoring sensor network developed in this study was found to be at a stage of practical application.
• 準実スケール人工雲実験施設を用いた硫酸アンモニウムエアロゾルが雲粒生成に与える影響の検討 (雲とエアロゾルをつなぐ観測とモデリング) -- (雲凝結核・氷晶核特性の測定とモデル化)

  山形 定, 三浦 二郎, 太田 幸雄, 藤吉 康志 低温科学 72 21 -27 2014年 [査読無し][通常論文]
   

  高度430mにおよぶ準実スケールの人工雲実験施設において硫酸アンモニウムエアロゾル粒子を発生させ, 雲核活性化が起きる高度40m程度までのエアロゾル, 雲粒について測定をおこなった. バックグラウンド粒子数濃度を低下させたことにより, 実験室用粒子発生装置を用いた安定的なエアロゾル粒子供給が可能となった. エアロゾル粒子および雲粒を同時に捕集可能な２段式インパクターを用い複数高度で両粒子の数濃度, 粒径分布を求めた.粒子発生用の硫酸アンモニウム溶液濃度を高くすると, 発生粒子個数が増加したが粒径に大きな変化は見られなかった. エアロゾル粒子数増加により生成する雲粒粒子数は増加, 雲粒径は減少し, Twomey効果が検証された.The volume fraction (ε) of water soluble material in atmospheric aerosol particles is an important parameter related to their hygroscopicity and activation processes to form cloud and ice particles. To estimateεof coarse dust particles, confocal scanning laser microscope was applied to measure the volume difference of individual particles before and after water dialysis directly. Individual particles (sphere equivalent diameter approx. 1-8 μm) of Asian reference dusts (CJ1 and CJ2) and atmospheric coarse particles during four Asian dust events were analyzed to ascertainε. Median values ofεfor CJ1 and CJ2 were, respectively, 29% and 13% with no size trend. Median values ofεfor coarse aerosol particles during two dust events were 18-42%. Dust particles with high εare potentially important for acting as giant CCN. Therefore aging of dust particles during transport might enhance the number of giant CCN over the North Pacific.
• 東アジアの森林を対象とした黒色炭素エアロゾルの葉面沈着量の評価

  山田 哲郎, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演集 21 231 -234 2013年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 大気中の粒子状物質汚染の改善による健康便益の評価

  服部 哲也, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演集 20 197 -200 2012年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 森林への黒色炭素粒子の乾性沈着に関するモデル評価

  永田 大樹, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演集 20 201 -204 2012年09月 [査読無し][通常論文]
  
• 春季〜 夏季の北極対流圏中の大気エアロゾル -組成と混合状態の空間分布-

  原 圭一郎, 松木 篤, 山形 定, 岩坂 泰信, 山内 恭, Herber Andreas 南極資料 54 (0) 845 -867 2010年12月28日 [査読無し][通常論文]
   

  北極ヘイズが頻繁に出現する春季(3-4月),清浄な大気へ変化する時期(5-6月)の北極対流圏内のエアロゾル粒子の組成とその混合状態の空間分布に関して知見を得るため,日本-ドイツ共同で航空機を用いたエアロゾル観測を2000年3-4月(ASTAR 2000)と2004年5-6月(ASTAR 2004)にスバールバル諸島周辺で実施した.春季には酸性状態の硫酸粒子が主要だったのに対し,夏季に移行する時期(6月)には中性の硫酸塩粒子(おそらく(NH_4)_2SO_4)の割合が増加していた.北極ヘイズ現象下ではススを含む粒子の割合が増加し,その多くは外部混合状態で存在していた.一方,バックグラウンド時(非北極ヘイズ時)には,スス粒子の割合は減少し,多くが硫酸(塩)粒子と内部混合した状態だった.ここでは,海塩粒子変質の鉛直変化や土壌粒子の空間分布についても報告を行う.
• ASTAR 2000 2004, AAMP 2002キャンペーンの航空機観測で得られた北極域対流圏における春季エアロゾルの散乱係数,粒径分布および輸送形態

  山形 定, 原 圭一郎, 松木 篤 南極資料 54 (0) 868 -881 2010年12月28日 [査読無し][通常論文]
   

  アークティックヘイズの特性を解明するためにおこなわれた3つの観測キャンペーン(ASTAR 2000,AAMP 2002,ASTAR 2004)で,エアロゾルの散乱係数,粒径分布などの航空機観測をおこなった.いずれのキャンペーンにおいてもエアロゾル粒子をステンレス製インレットから客室内に導入し,ディフューザーで減速後に各測定装置に分配した.エアロゾルの光学的散乱係数はアークティックヘイズ時,4000 m程度までの高度でそれ以上と際立った違いが認められた.これに対し,対流圏上層の散乱係数は,アークティックヘイズ期,清浄期でほぼ同じレベルであった.ヘイズ期にはエアロゾルの粒径分布は,清浄期のものよりも大きく,気塊が発生から長時間経っていることを示した. ヘイズ層の微細構造を明らかにするためおこなったカーテンフライトの結果,エアロゾルは等温位面を輸送されていることがわかった.
• 3H0900-4 雲・霧生成の科学 : 立坑を用いた人工雲実験施設で明らかになったこと(霧の科学と環境影響-霧と露の国際会議2013日本開催に向けて-,特別集会6)

  山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (50) 109 -110 2009年08月20日 [査読無し][通常論文]
  
• 3E1040 積分球を用いた大気中の黒色純炭素濃度の測定(2手法-3野外観測,一般研究発表)

  太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (50) 507 -507 2009年08月20日 [査読無し][通常論文]
  
• 3E1052 フィルター捕集したエアロゾルの消散係数測定装置の開発(2手法-3野外観測,一般研究発表)

  清水 裕士, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (50) 508 -508 2009年08月20日 [査読無し][通常論文]
  
• ＧＥＯＳＳ－ＳＫＹＮＥＴエアロゾル・インレットの設計と多分散フライアッシュ粒子による特性評価

  兼保 直樹, 山形 定, 小林 拓 エアロゾル研究 24 (3) 201 -208 2009年 [査読無し][通常論文]
   

  Community aerosol inlet is designed for the super sites of SKYNET ground monitoring network in accordance with the guideline proposed by World Meteorological Organization/Global Atmosphere Watch project. The basic structure of this GEOSS-SKYNET inlet consists of a vertical pipe installed through the roof of the laboratory so that air is brought from the inlet top (>4.5 m from the ground level) to the iso-kinetic air splitter attached at the bottom of pipe with minimal bending. Aerosols are pre-separated at the inlet top with PM<SUB>10</SUB> impactor head which is newly designed for SKYNET super sites. The size separation characteristic of the inlet is tested with poly-dispersed fly-ash particles in a factory. The fly-ash particles collected on Nuclepore filters in the experiment were counted with Coulter counter method in 300 size bins. The obtained 50 % cut-off particle diameter of the inlet is 6.65 μm, which corresponds to 9.4 — 10.3 μm in aerodynamic diameter. Although the size separation characteristic of the inlet deviates from that of single-jet impactor with flat impaction plate in low Stokes Number region, it has better performance than commercially available PM<SUB>10</SUB> inlets in the region of relatively small Stokes number.
• P-42 関東地方における二次生成粒子汚染対策による健康便益の評価(ポスター発表(アカデミックプロムナード))

  真田 あすみ, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (49) 430 -430 2008年08月29日 [査読無し][通常論文]
  
• 1G1400 日本における大気中粒子状有害物質の挙動(2手法-1計測分析/2手法-4データ解析,一般研究発表)

  太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (49) 356 -356 2008年08月29日 [査読無し][通常論文]
  
• 3D0930 エアロゾル・センサを用いた霧粒子の測定(2手法-3野外観測,一般研究発表)

  内山 政弘, 泉 克幸, 桃野 浄行, 平野 裕, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (49) 569 -569 2008年08月29日 [査読無し][通常論文]
  
• 東シナ海城におけるエアロゾル光学特性の評価

  小川 洸平, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 15 31 -36 2007年 [査読無し][通常論文]
   

  Scattering coefficient, absorption coefficient. size distribution and mass of atmospheric aerosols were measured at Fukue Island in the East China Sea in March 2007. The scattering coefficient varied from 6 to 340Mm<SUP>-1</SUP> with an average of 67Mm<SUP>-1</SUP> at 530nm wavelength. and the absorption coefficient varied from 0.1 to 49Mm<SUP>-1</SUP> with an average of 7.6Mm<SUP>-1</SUP> at 565 nm wavelength. On March 22. the mass concentration increased with increase of scattering and absorption coefficients. which might be caused by long range transport of aerosols originated in the continental China.
• 疫学データを利用したわが国の粒子状大気汚染の健康影響評価

  真田 あすみ, 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄 地球環境シンポジウム講演論文集 15 63 -66 2007年 [査読無し][通常論文]
   

  Although the Air Quality Standard achievement rate of Suspended Particulate Matter hasbeen improved recently, particulate air pollution is estimated to be one of the main environmental healthrisks in Japan. In this study, we estimate the changes in life expectancy due to the exposure to particulatesin urban area in Japan based on the relative risks obtained from a recent epidemiological study. The lifeloss expectancies (LLEs) for long-term exposure calculated for Yokohama city range from 1.0 to 1.8 years, which are comparable to those estimated for major European cities. These differences, however, comeslargely from social data such as age structure of the population and age-specific mortality rather thanparticulate concentrations.
• 北極圏の大気汚染への発生源寄与に関するモデル評価

  村尾 直人, 佐藤 和弥, 山形 定, 太田 幸雄 地球環境シンポジウム講演論文集 15 67 -70 2007年 [査読無し][通常論文]
   

  An Eulerian hemispheric model is used to investigate emission source contributions to the Arctic air pollution such as the Arctic haze and black carbon (BC) accumulation. Four cities, including Tiksi (71° 38' N, 128° 52' E), Barrow (71° 18' N, 156° 44' W), Alert (82° 28' N, 62° 30' W), and Spitsbergen (77° 55' N, 11° 56' E), are selected to evaluate the estimations. The results indicate that more than half of the wintertime sulfur deposition comes from emission sources in north America, and the contributions donot differ greatly with those in summer. The results from the calculations for BC suggests that three majoremission sources, namely open burning, biofuel, and fossil fuel, equally contribute to BC levels in thearctic cities.
• MF (Positive Matrix Factorization) を用いた日本の降水化学データの解析

  山下 智生, 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄, 原 宏 地球環境シンポジウム講演論文集 15 71 -76 2007年 [査読無し][通常論文]
   

  Positive matrix factorization (PMF) was applied to daily wet deposition data fromthree satations in Japan to find the source profiles from which the precipitation samples areconstituted. For most ions more than 90% of the weighted variation was explained with 4 factors. Thefactors are characterized by the following compounds: strong acids (H<SUB>2</SUB>SO<SUB>4</SUB> and HNO<SUB>3</SUB>), (NH<SUB>4</SUB>) <SUB>2</SUB>SO<SUB>4</SUB>, NaCl, and CaSO<SUB>4</SUB>. Based on the chemical compositions of the factors, a time series of the factor contributions, andthe results from trajectory analysis, the factors are considered to represent sea salt, soil, (NH<SUB>4</SUB>) <SUB>2</SUB>SO<SUB>4</SUB> andacidity. Although the three stations show different temporal trends for total nss-SO4 wet deposition amount, the monthly contributions of the (NH<SUB>4</SUB>) <SUB>2</SUB>SO<SUB>4</SUB> factor to nss-SO<SUB>4</SUB> wet deposition were fairly constant for thestudying years. The acidity seemed to be controlled by the neutralization by soil particles.
• PMF (Positive Matrix Factorization) による分類と後退流跡線を用いた日本の降水化学データの解析

  村尾 直人, 原 弘之, 山形 定, 太田 幸雄, 原 宏 地球環境シンポジウム講演論文集 14 199 -204 2006年 [査読無し][通常論文]
   

  Positive matrix factorization (PMF) was applied to daily wet deposition data from three stations in Japan to find the source profiles from which the precipitation samples are constituted. For most ions more than 90% of the weighted variation was explained with 4 factors. The factors are characterized by the following compounds: strong acids (H<SUP>2</SUP>SO<SUB>4</SUB> and HNO<SUB>3</SUB>), (NH<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>SO<SUB>4</SUB>, NaCl, and CaSO<SUB>4</SUB>. The anion-cation balance was fairly good in the factors. Based on the chemical compositions of the factors, a time series of the factor contributions, and the results from trajectory analysis, the factors are considered to represent sea salt, soil, (NH<SUB>4</SUB>) <SUB>2</SUB>SO<SUB>4</SUB> and acidity. Although the total nss-SO<SUB>4</SUB> wet deposition amount decreased in the last 7 years at Wajima station, the contributions of the (NH<SUB>4</SUB>) <SUB>2</SUB>SO<SUB>4</SUB> factor to nss-SO<SUB>4</SUB> wet deposition were fairly constant (ca.50%). The acidity seemed to be controlled by the neutralization by soil particles.
• 森林系木質バイオマスを利用するエネルギーシステムの評価

  山﨑 高, 北野 智也, 秋本 裕輔, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 高津 宏和 衛生工学シンポジウム論文集 13 147 -150 2005年11月16日 [査読無し][通常論文]
   

  第13回衛生工学シンポジウム（平成17年11月17日（木）-18日（金） 北海道大学クラーク会館） . 一般セッション . 4 建築 都市エネルギー利用 . 4-9
• 3-59.GC-detectableタールの光学的モニタリング手法の開発((15)ガス化3,Session 3 バイオマス等)

  山崎 高, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 高津 宏和 日本エネルギー学会大会講演要旨集 14 (14) 214 -215 2005年08月04日 [査読無し][通常論文]
  
• 東シナ海域大気エアロゾルの化学組成分析に基づく光学特性評価

  野亀 梢, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 13 111 -116 2005年 [査読無し][通常論文]
   

  In order to characterize optical properties of atmospheric aerosols in East Asia, the absorption coefficient (σ<SUB>ap</SUB>) and the scattering coefficient (σ<SUB>sp</SUB>) were monitored at three islands (Fukue Island, Miyako Island and Amami-ohshima Island) in East China Sea from 2002 through 2004. The optical properties ?Dap and ?Dsp at these islands showed high values in winter to spring and low values in summer. The single scattering albedo at Fukue Island ranged from 0.7 to 0.9. Further, aerosol measurement campaigns were performed in springs among the period. During the campaign besides the measurement of optical parameters, aerosol particles were collected on filters to determine chemical component concentrations. Using the chemical concentrations, σ<SUB>ap</SUB> and σ<SUB>sp</SUB> were calculated by Mie scattering theory for assumed mixing conditions and particle size distributions in aerosol model. The calculation use twenty kinds of particle size distributions and three mixing conditions as parameters. The best correlation with observed values were obtained in the geometric mean radius of 0.075?Em, the geometric standard deviation of 1.3 and external mixing condition.
• 木質バイオマス部分酸化ガス化でのタール生成挙動

  山崎 高, 高津 宏和, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄 地球環境シンポジウム講演論文集 13 225 -230 2005年 [査読無し][通常論文]
   

  Changes in the amount and composition of tar according to superficial velocity (SV) were investigated in a downdraft biomass gasifier. SV of the downdraft gasification with air was varied in the range of 0.3-0.7m/s, and tar was recovered at the gasifier outlet. The tar was classified as gravimetric tar and gas-chromatography-detectable (GC-detectable) tar. The lowest gravimetric tar yield (0.7%) was obtained at 0.4m/s SV and the highest at 0.7m/s. GC-detectable tar yield was highest (1.5%) at 0.7m/s. One-ring aromatics and naphthalene accounted for more than 80% of GC-detectable tar mass. Some constituents of GC-detectable tar showed specific trends according to SV, although the main composition did not show extreme change. The effect of SV on the production of gases and particles was also studied.
• 浮桟橋へのサンゴ移植の研究

  久高 將佑, 平安山 武雄, 阿出川 隆之, 木原 一禎, 太田 幸雄, 山形 定, 山崎 高, 北野 智也, 帆秋 利洋, 天 石文, 高山 百合子, 岩田 芳隆, 信田 浩司, 小倉 礁, 三富 聡, 大友 祥太, 渡辺 義公, 市村 靖光, 鈴木 健, 大野 文良, 長谷 一矢, 多喜川 昇, 小林 仁, 岩崎 秀治, 篠原 伸和, 長 雄一, 高田 雅之, 大橋 和彦, 岡崎 克則, 金子 正美, 遠藤 大二, 浅川 満彦, 坪田 敏男, 淺野 玄, 赤松 里香, 小野寺 収, 濱田 靖弘, 後藤 隆一郎, 窪田 英樹, 中村 真人, 桑原 浩平, 長田 勉, 三浦 二郎, 松島 健将, 中島 義晴, 竹森 憲章, 樺澤 雅之, 渡辺 克実, 大山 成人, 久保 田学, 安保 芳久, 大束 淳一 地球環境シンポジウム講演論文集 13 341 -366 2005年 [査読無し][通常論文]
  
• ダウンドラフト型ガス化炉を用いた木質バイオマスのガス化

  山崎 高, 高津 宏和, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 椎谷 悟, 大場 龍夫 衛生工学シンポジウム論文集 12 153 -156 2004年10月31日 [査読無し][通常論文]
   

  第12回衛生工学シンポジウム（平成16年11月4日（木）-5日（金） 北海道大学クラーク会館） . 一般セッション . 5 廃棄物処理とリサイクル . 5-4
• Aerosol Chemical Species and Volatile Organic Compounds at Barrow, Alaska

  MURAO Naoto, OHTA Sachio, YAMAGATA Sadamu, FUKASAWA Tatsuya, SHITABA Toshiaki, TAKEUCHI Kazuyuki Journal of global environment engineering 10 11 -26 2004年08月01日
• 3-32 ダウンドラフト型ガス化炉を用いたトドマツチップのガス化((10)ガス化II,Session 3 バイオマス等)

  山崎 高, 高津 宏和, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 椎谷 悟, 大場 龍雄 日本エネルギー学会大会講演要旨集 13 (13) 192 -193 2004年07月29日 [査読無し][通常論文]
  
• 高分子吸水剤を用いた微小水滴の新しい沈着フラックス測定法

  泉 克幸, ゲラジディン ホルシダ, 内山 政弘, 福山 力, 山形 定, 太田 幸雄 エアロゾル研究 = Journal of aerosol research 19 (2) 142 -148 2004年06月20日 [査読無し][通常論文]
   

  Fogs are thought to play an important role in deposition of acidic constituents in the atmosphere and also to be closely related to the decline of forests. We applied the polymeric water absorbent of a commercial diaper to the measurement of the deposition flux of fog water, for the first time. The absorbent was molded into a disk of 13 mm in diameter and 1mm in thickness, and characteristics of the disk, such as water vapor absorptivity and water retention ability, were studied in detail. Then we exposed the disk to the artificial fog in a cloud experiment facility, a large-scale vertical shaft (a long vertical passage or space in a mine) of Kamaishi Mine in Iwate Prefecture, in which a steady fog suitable for methodological studies on fogs was formed. The disks were hung on branches of a model pine tree, and the flux was determined from the increase in weight, the surface area of the disk and the exposure time to the fog. It was found through the present new method that the deposition flux was almost independent of wind directions, being 46 ∼ 65 g/m<SUP>2</SUP>/h. These values fell in the range of past data for tree leaves reported in literature.
• P349 立坑を用いた雲物理実験装置内で発生した雲の微物理過程(その7) : エアロゾルと雲粒の数濃度の対応

  佐々木 聰, 播磨屋 敏生, 蝶野 洋平, 藤吉 康志, 太田 幸雄, 山形 定, 山田 正, 内山 政弘, 泉 克幸 大会講演予講集 85 437 -437 2004年05月 [査読無し][通常論文]
  
• 北海道東部沿海における霧およびエアロゾルの季節変動

  三浦 二郎, 山形 定, 太田 幸雄, 村尾 直人 大気環境学会誌 39 (2) 63 -76 2004年03月10日 [査読無し][通常論文]
   

  霧によるエアロゾルの変化をとらえるため,北西太平洋上および根室海峡〜南オホーツク海上で霧多発期間(2001年4月,7月)と霧がほとんど発生しない期間(2001年10月,2002年1月)にガス成分(SO_2,NH_3),エアロゾル(粒径2μm以下の微小粒子,2〜10μmの粗大粒子,10μm以上の水滴)を捕集し主要無機イオン成分の分析を行った。単独で発生した霧に対して事例解析を行った結果,霧形成時には2μm以上の水滴へのNH_3,HNO_3ガスの吸収が,霧消散時には水滴の分裂で微小粒子領域のNaCl粒子の増加が確認された。そこで,霧形成時のガス吸収,霧消散時の水滴分裂がエアロゾル化学組成の季節特性の変化にまで寄与しているかどうかを確認するため,ガス吸収は粒子化率,水滴の分裂は微小粒子分率を用いて調べた。 SO_4^<2->,NH_4^+の粒子化率は霧多発期間であった4月,7月に増加しており,霧の発生によりガスの吸収量が増加したことが示された。また,Na^+の微小粒子分率は観測期間の平均直でも10月や1月に比べ3倍の違いが生しており,霧が多発する地域においては分裂現象が頻発する環境にあると判断された。よって,水滴のガス吸収および水滴の分裂の影響はエアロゾルの季節傾向にまで及んでいることが示唆された。
• テープ式吸収率計の開発と黒色純炭素連続測定への適用

  加藤 秀樹, 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄 環境工学研究論文集 41 105 -110 2004年 [査読無し][通常論文]
   

  Using tape type filter, an absorption photometer suitable for continuous absorptioncoefficient monitoring in remote area and black carbon (BC) monitoring in urban area was developed. This instrument is equipped with two fiber optic sensors, monitoring reflected light from aerosolcollecting spot and non-collecting part of the filter. The latter signal was used as a reference tocorrect the shift of the sensor sensitivity caused by temperature fluctuations. Collection spot was automaticallychanged when the signal from the spot decreased below a threshold value. Measurements were conductedin Sapporo in October and November 2003 (period-I), and February and March 2004 (period-II) toevaluate and characterize the instrument. The good correlation between absorption coefficients measure by the instrument and EC concentrations measured by thermal method was found (R<SUP>2</SUP>=0.961 at period-I and R<SUP>2</SUP>=0.797 at period-II). One-hour BC concentrations calculated based on the regressions rangedfrom 0.5 to 7.8μg/m<SUP>3</SUP>. The instrument was found to be easy to use and had sufficient sensitivity to beuseful in atmospheric monitoring.
• 大気汚染常時監視測定局のＮＯｘ測定値を用いた札幌市におけるディーゼル排気微粒子に起因する発ガンリスクの推定

  加藤 秀樹, 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄 環境工学研究論文集 41 111 -117 2004年 [査読無し][通常論文]
   

  Cancer risk from diesel exhaust particle (DEP) was estimated using data collected at ambient and roadside air monitoring stations in Sapporo. DEP concentrations were calculated based on the three assumptions: i) 90% of ambient elemental carbon (EC) originate from DEP, ii) 40% of DEP consists of EC, and iii) Human exposed DEP concentration is 80% of ambient DEP concentration. The cancer risks from polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and nitro-polycyclic aromatic hydrocarbons (NPAHs) were compared to the cancer risk from DEP (1.3×10<SUP>-3</SUP> in summer and 1.5×10<SUP>-3</SUP> in winter). The sum of the cancer risks from five PAHs and three NPAHs (1.1×10<SUP>-7</SUP> in summer and 4.1×10<SUP>-7</SUP> in winter) was much less than that from DEP. The correlation between EC and available data (NOx and SPM) at the air monitoring station in Sapporo was examined. EC and NOx showed higher correlations (R<SUP>2</SUP>=0.583 (summer), 0.775 (winter)) than EC and SPM. DEP cancer risks were calculated for each air monitoring stations with the regression between EC and NOx. The risks for the ambient air monitoring stations and roadside air monitoring stations ranged from 8.4×10-4 to 1.5×10<SUP>-3</SUP> and 1.4×10<SUP>-3</SUP> to 2.5×10<SUP>-3</SUP>, respectively.
• 北海道東部沿海における霧およびエアロゾルの季節変動

  三浦 二郎, 山形 定, 太田 幸雄, 村尾 直人 大気環境学会誌 39 (2) 63 -76 2004年 [査読無し][通常論文]
   

  霧によるエアロゾルの変化をとらえるため, 北西太平洋上および根室海峡～南オホーツク海上で霧多発期間 (2001年4月, 7月) と霧がほとんど発生しない期間 (2001年10月, 2002年1月) にガス成分 (SO<SUB>2</SUB>, NH<SUB>3</SUB>), エアロゾル (粒径2μm以下の微小粒子, 2～10μmの粗大粒子, 10μm以上の水滴) を捕集し主要無機イオン成分の分析を行った。 単独で発生した霧に対して事例解析を行った結果, 霧形成時には2μm以上の水滴へのNH<SUB>3</SUB>, HNO<SUB>3</SUB>ガスの吸収が, 霧消散時には水滴の分裂で微小粒子領域のNaCl粒子の増加が確認された。<BR>そこで, 霧形成時のガス吸収, 霧消散時の水滴分裂がエアロゾル化学組成の季節特性の変化にまで寄与しているかどうかを確認するため, ガス吸収は粒子化率, 水滴の分裂は微小粒子分率を用いて調べた。 SO<SUB>4</SUB><SUP>2-</SUP>, NH<SUB>4</SUB><SUP>+</SUP>の粒子化率は霧多発期間であった4月, 7月に増加しており, 霧の発生によりガスの吸収量が増加したことが示された。 また, Na<SUP>+</SUP>の微小粒子分率は観測期間の平均値でも10月や1月に比べ3倍の違いが生じており, 霧が多発する地域においては分裂現象が頻発する環境にあると判断された。 よって, 水滴のガス吸収および水滴の分裂の影響はエアロゾルの季節傾向にまで及んでいることが示唆された。
• 立坑を用いた人工雲実験

  山形 定 エアロゾル研究 = Journal of aerosol research 18 (4) 266 -270 2003年12月20日 [査読無し][通常論文]
   

  Artificial Cloud Experiment Systems (ACES) in a vertical shaft of a mine were established at a coal mine in Kami-sunagawa, Hokkaido then at an iron mine in Kamaishi, Iwate. Updraft of air by electric fans induced the adiabatic expansion of air that resulted in generation of artificial clouds. We conducted basic measurements of temperature profiles, updraft air velocity, size distribution of droplets, etc. and investigated the dissolution of SO<SUB>2</SUB> into cloud droplets, the oxidation of sulfite to sulfate, and the flux of droplet deposition onto trees using the stable cloud in ACES. Recent improvements of experimental conditions allowed for precise experiments in studying the influence of aerosol properties on the cloud properties which is the key process of indirect radiative forcing by aerosol particles.
• P403 準実スケール実験によるエアロゾル粒径分布と雲粒粒径分布の関係

  野田 和宏, 播磨屋 敏生, 佐々木 聰, 藤吉 康志, 山形 定, 山田 正, 内山 政弘, 泉 克幸, 雲物理観測グループ, 雲物理観測グループ 大会講演予講集 83 2003年05月21日 [査読無し][通常論文]
  
• アラスカにおける有害大気汚染物質の測定と発生源寄与の推定

  下羽 利明, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 11 105 -110 2003年 [査読無し][通常論文]
   

  VOCs and aerosols measurements were conducted at Barrow, Alaska, USA from July, 1999 to July, 2001, to obtain their seasonal variation. Heavy metals, EC and sulfate concentration showed minimum in summer and autumn, and maximum in winter and spring, which is a character of Arctic Haze. Some VOCs (Xylene etc.) also showed the same seasonal variation, which suggest that VOCs are the component of Arctic Haze.<BR>Source contributions of aerosols samples at Barrow were estimated by using a new type of factor analysis, positive matrix factorization (PMF). The PMF analysis identified three factors that indicate three aerosol sources contribute to aerosol concentrations at Barrow. The first factor was considered to represent sea salt, and remaining two factors were considered to represent anthropogenic sources.<BR>To verify a difference in transport pathways between sampling periods, 5day backward trajectories were constructed. In winter and spring, some trajectories indicated long-range transport from emission sources in Eurasia. It was thus considered that long-range transport from emission sources in Eurasia was one of the causes of Arctic Haze at Barrow.
• 1B1315 札幌市におけるディーゼル車に起因する大気エアロゾル成分の測定

  高津 宏和, 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄 大気環境学会年会講演要旨集 (44) 332 -332 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• 1G1315 高吸水性ポリマーを用いた霧水量 (LWC) の測定 : (1) 釜石鉱山の人工霧を用いた基礎実験

  泉 克幸, 内山 政弘, 福山 力, 山形 定, 太田 幸雄, 佐々木 聰, 播磨屋 敏生 大気環境学会年会講演要旨集 (44) 388 -388 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• 1M1530 太平洋域大気エアロゾルの光学特性および化学組成の緯度分布特性

  藤谷 雄二, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 遠藤 辰雄 大気環境学会年会講演要旨集 (44) 449 -449 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• P03 黒色純炭素連続測定装置を用いたディーゼル排気微粒子の濃度推定

  加藤 秀樹, 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄 大気環境学会年会講演要旨集 (44) 579 -579 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• 3H0930 大気エアロゾルの吸収係数連続測定装置の開発

  野亀 梢, 山形 定, 太田 幸雄, 村尾 直人 大気環境学会年会講演要旨集 (44) 649 -649 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• 3M0900 連続サンプリング可能なインパクターを用いた人工雲の粒径分布測定

  石黒 貴彦, 山形 定, 太田 幸雄, 村尾 直人, 藤吉 康志 大気環境学会年会講演要旨集 (44) 674 -674 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• 3M1045 立坑内人工雲の雲底直上における雲粒-エアロゾルの同時観測

  三浦 二郎, 山形 定, 太田 幸雄, 村尾 直人 大気環境学会年会講演要旨集 (44) 681 -681 2003年 [査読無し][通常論文]
  
• 航空機を用いた北極上空大気エアロゾルの観測

  山崎 高, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 和田 誠, 山内 恭 衛生工学シンポジウム論文集 10 125 -128 2002年10月31日 [査読無し][通常論文]
   

  第10回衛生工学シンポジウム（平成14年10月31日（木）-11月1日（金） 北海道大学学術交流会館） . 4 環境計測 . P4-7
• フィルターを監（み）る

  山形 定, 吉舗 大, 村尾 直人, 太田 幸雄 衛生工学シンポジウム論文集 10 129 -132 2002年10月31日 [査読無し][通常論文]
   

  第10回衛生工学シンポジウム（平成14年10月31日（木）-11月1日（金） 北海道大学学術交流会館） . 4 環境計測 . P4-8
• 北海道東部太平洋沿岸におけるエアロゾルの季節変化

  三浦 二郎, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大会講演予講集 82 2002年10月09日 [査読無し][通常論文]
  
• 大気エアロゾルの屈折率の測定

  加藤 潤, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大会講演予講集 82 144 -144 2002年10月09日 [査読無し][通常論文]
  
• 土壌粒子の光学的吸収率の測定

  石黒 貴彦, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大会講演予講集 82 178 -178 2002年10月09日 [査読無し][通常論文]
  
• アラスカにおける有害大気汚染物質の測定

  下羽 利明, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 大会講演予講集 82 280 -280 2002年10月09日 [査読無し][通常論文]
  
• クロージャー研究による大気エアロゾルの粒径分布・混合状態モデルの検討

  長谷川 就一, 太田 幸雄, 加藤 亮, 村尾 直人, 山形 定 大会講演予講集 82 412 -412 2002年10月09日 [査読無し][通常論文]
  
• 1C1115 フィルターを用いた大気中NOx濃度測定法の検討

  平田 陽介, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (43) 252 -252 2002年09月11日 [査読無し][通常論文]
  
• 1F1130 土壌粒子の光学的吸収率の測定

  石黒 貴彦, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (43) 269 -269 2002年09月11日 [査読無し][通常論文]
  
• 1F1145 大気エアロゾルの屈折率の測定

  加藤 潤, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (43) 270 -270 2002年09月11日 [査読無し][通常論文]
  
• 1F1515 観測船みらいによる大気エアロゾルの光学特性および化学特性観測

  藤谷 雄二, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 遠藤 辰雄 大気環境学会年会講演要旨集 (43) 341 -341 2002年09月11日 [査読無し][通常論文]
  
• 3C0900 北海道東部太平洋沿岸におけるエアロゾルの季節変化

  三浦 二郎, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (43) 514 -514 2002年09月11日 [査読無し][通常論文]
  
• 3J1145 サンプリングフォトメータの開発

  山形 定, 吉舗 大, 村尾 直人, 太田 幸雄 大気環境学会年会講演要旨集 (43) 588 -588 2002年09月11日 [査読無し][通常論文]
  
• AAMP98で行われた航空機によるエアロゾル中イオン成分測定

  山形 定, 庄司 和弘, 村尾 直人, 太田 幸雄 南極資料 46 (1) 167 -176 2002年06月 [査読無し][通常論文]
   

  北極圏航空機観測1998 (AAMP 98）中， 大気エアロゾルをガルフストリームIIのインレットから機内に導入し，ディフューザーで減速した後，テフロンフィルター上に捕集した．ディフューザー内の0.3µm以上の粒径を持つ粒子数濃度をフィルターサンプリングのラインと並列につないだオプティカルパーティクルカウンタ（OPC）でモニタ ーした. OPCのデータはシリアル通信でパソコンに転送，記録した．フィルターサンプルは実験室に持ち帰り，イオン交換水で抽出後イオンクロマトグラフを用い、陽・陰イオン濃度を測定した．Cl^- , N02^- , NO3^- , SO4^2-, Na^+ , NH4^+, K^+, Mg^2+, Ca^2＋のイオンが検出された．成層圏にはSO4^2- を含んだエアロゾル層が知られているが，本観測では，これに加えCl^-, Ca^2＋が上空でしばしば検出された．During the Arctic Airborne Measurement Program 1998 (AAMP 98), atmospheric aerosols were collected onto PTFE filters from the inlet of Gulfstream II through a diffuser installed in the cabin. During the sampling the number concentrations of aerosol particles with diameters larger than 0.3 µm were continuously monitored with an optical particle counter (OPC) connected to the diffuser in parallel to the filter sampling line. The data from the OPC were transferred by serial communication to a computer and recorded. The filter samples were brought back to the laboratory, then extracted with ion exchanged water and the concentrations of anions and cations were analyzed by ion chromato­graphy. Detected ions were as follows: Cl^-, N02^-, 1 , N03^-, SO4^2-, Na^+, NH4+, K^+, Mg^2+, Ca^2+. Even at high altitudes Cl^- and Ca^2+ were frequently detected, in addition to SO4^2- , which is known as a major ionic component in the stratosphere.
• 航空機搭載光散乱式粒子計数器によるエアロゾル粒子数混合比の観測

  渡辺 征春, 岩坂 泰信, 長谷 正博, 中田 滉, 山形 定, 猪股 弥生, 酒井 哲 南極資料 46 (1) 177 -229 2002年06月 [査読無し][通常論文]
   

  98年3月に名古屋を起点として北極点を横断する北極航空機観測計画AAMP 98が実施された．ガルフストリームII型双発ジェット機の胴体下部に光散乱式粒子計数器（Optical Particle Counter, OPC）が搭載され，中緯度～極域の対流圏，成層圏エアロゾル粒子数混合比が計測された．観測結果は成層圏（高度12 km巡航）では水平方向には非常に粒子数の変化が少ない，安定した数濃度分布の状態を示したが，数カ所で粒子数に大きな変化が見られた．客観解析，および流跡線解析デー タと比較した結果，極ジェット外縁部，特に気圧の谷東側付近で発生している温暖コンベアーベルトの影響を受けた上昇気流が，この粒子数変化の原因である可能性が高いことが分かった．Particle number mixing ratios of tropospheric and stratosphenc aerosols were observed in the Arctic Airborne Measurement Program 1998 (AAMP 98) using an Optical Particle Counter onboard a sub-sonic aircraft, the Gulfstream II (G-11) in March 1998. The observational results showed horizon­tally homogeneous distributions of particle number mixing ratio at the cruise altitude (about 12 km). On the other hand, distinct size-number distributions were found at some points on the flight paths, which suggest that effects of the warm conveyor belts appeared eastward of trough of atmospheric pressure. The characteristics of observed particle size-number distributions are discussed with isentropic backward trajectory analyses and geopotential maps.
• 北極圏航空機観測(AAMP98)における大気エアロゾル粒子の直接採集

  原 圭一郎, 岩坂 泰信, 猪股 弥生, 長田 和雄, 松永 捷司, 山形 定, 長谷 正博, 中田 滉 南極資料 46 (1) 230 -242 2002年06月 [査読無し][通常論文]
   

  春季北極大気中の大気エアロゾル粒子の性状を知るために， AAMP98において境界層内～成層圏下部にかけて，大気エアロゾル粒子の直接採集を行った．捕集されたエアロゾル粒子は，走査型電子顕微鏡—エネルギ一分散型X線分析装置により，形態観察と組成分析を行った．対流圏～成層圏下部の全体の空間では，硫酸と見られるSを含む粒子が多数を占めていた．また，土壌・ ダスト粒子と考えられる不定形粒子，海塩粒子のような結晶質の粒子は境界層内～約7000 mに確認された．In order to know the morphology and mixing state of atmospheric aerosol particles in the spring Arctic atmosphere, direct sampling of aerosol particles was carried out using an aerosol impactor system during the Arctic Airborne Measurement Program (AAMP 98). Aerosol samples were observed with a scanning electron microscope and analyzed with an energy-dispersive X-ray spectrometer. Aerosol particles with clear satellite structure due to sulfuric acid droplets were observed in samples collected in the lower stratosphere and free troposphere. On the other hands, aerosol particles with crystal and satellite structure due to droplets of sea salt particles were observed in the boundary layer.
• 北極圏スバールバル諸島ニーオルスンにおける1997/98年冬季エアロゾル観測

  和田 誠, 山形 定, 菊地 正 南極資料 46 (1) 261 -268 2002年06月 [査読無し][通常論文]
   

  1997年12月15日から1998年3月日日までの期間，北極圏スパ ールパル諸島ニーオルスンにおいてエアロゾルの観測を行った．本報告では，主としてパーティクルカウンターのデータを用い、他の観測デー タを参考にして，この期間のエアロゾル個数濃度の変動を報告する．さらに北極圏航空機観測（Arctic Airborne Measurement Program 1998: AAMP 98）がスパールパル諸島周辺で行われた1998年3月8日から10日のエアロゾル，雲，降水のデー タについて，他の観測デー タの参考になるので，より詳細に報告し，エアロゾル濃度の変動の原因について考察した．Aerosol observations were carried out at Ny-Alesund, Svalbard. Arctic from December 15, 1997 to March 11, 1998. Variation of aerosol particle number in the period measured by the optical particle counter is reported in this paper. Three observational flights around Svalbard were carried out between March 8 and 10,1998. The flights were part of the Arctic Airborne Measurement Program 1998 (AAMP 98). Detailed data in the above period are also reported for supporting discussions with flight observation data.
• アラスカにおける大気汚染物質の測定と流跡線による解析

  下羽 利明, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 10 209 -214 2002年 [査読無し][通常論文]
   

  VOCs and aerosols sampling was conducted at Barrow, Alaska, USA from July, 1999 to July, 2001, to obtain their seasonal variation.Heavy metals, EC and sulfate concentration showed minimum in summer and autumn, and maximum in winter and spring, which is the character of Arctic Haze.Some VOCs (Xylene etc.) also showed the same seasonal variation, which suggest that VOCs are the component of Arctic Haze.<BR>To verify a difference in transport pathways between in winter and in summer, 5day backward trajectories were constructed. In winter and spring, some trajectories indicated long-range transport from emission sources in Eurasia. It was thus considered that long-range transport from emission sources in Eurasia was one of the causes of Arctic Haze at Barrow.
• 成層圏硫酸エアロゾルの生成に対するCOSの寄与の再評価

  伊藤 晃佳, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 10 215 -220 2002年 [査読無し][通常論文]
   

  In this study stratospheric sulfate production from carbonyl sulfide (COS) oxidation is calculated with a steady-state photochemical model including the currently available photochemical parameters. As a result, the sulfate production in the stratosphere is estimated to be 2 to 5 times larger than that obtained from previous studies by other authors. Additionaly, the production is evaluated by 40 to more than 100% with regard to estimates of sulfate required to sustain the stratospheric background aerosol layer. Based on these results, contribution of COS to the stratospheric sulfate production can not be ignored. In the view of seasonal and latitudinal trend, sulfate production in the stratosphere is shown to be dominant in summer and tropics.
• 立坑を用いた雲物理実験装置内で発生した雲の微物理過程(その6)-上昇流速の影響

  佐々木 聰, 播磨屋 敏生, 藤吉 康志, 山形 定, 山田 正, 福山 力, 泉 克幸 大会講演予講集 80 51 -51 2001年10月10日 [査読無し][通常論文]
  
• 1I0930 フィルターを用いた大気中NO_2濃度測定法の検討

  池谷 有理, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (42) 298 -298 2001年10月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1E1415 パッシブサンプラーを用いた冬季の札幌市のNO_2濃度分布測定

  小野塚 綾, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (42) 352 -352 2001年10月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1H1300 日本における大気混濁係数の経年変化

  長谷川 就一, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (42) 377 -377 2001年10月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1H1345 奄美大島における大気エアロゾルの光学・化学特性観測

  加藤 亮, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (42) 380 -380 2001年10月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1H1430西太平洋域大気エアロゾルの光学特性および化学特性観測

  藤谷 雄二, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 遠藤 辰雄 大気環境学会年会講演要旨集 (42) 383 -383 2001年10月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1I1315 光ファイバーセンサーを検出器に用いた大気中NH_3濃度測定法の開発

  山崎 高, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (42) 388 -388 2001年10月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 1I1430 有機エアロゾルの測定法の検討

  村井 公寿, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (42) 393 -393 2001年10月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 2F0945 北海道東部太平洋沿岸海域における海霧の化学組成

  三浦 二郎, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 西尾 文彦 大気環境学会年会講演要旨集 (42) 499 -499 2001年10月06日 [査読無し][通常論文]
  
• 準実スケールの雲物理実験装置で検出した過飽和層

  藤吉 康志, 青木 一真, 久保田 圭, 播磨屋 敏生, 山形 定, 山田 正, 内山 政弘, 泉 克幸 大会講演予講集 79 78 -78 2001年05月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 春季北極対流圏中の大気エアロゾル成分とその混合状態 : ASTAR 2000での飛行機観測結果

  原 圭一郎, 岩坂 泰信, 山内 恭, 塩原 匡貴, 佐藤 薫, 山形 定, HERBER Andreas, 長谷 正博, 中田 滉 大会講演予講集 79 252 -252 2001年05月08日 [査読無し][通常論文]
  
• 東シナ海域を対象とした大気エアロゾルの衛星リモートセンシング

  長谷川 就一, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 9 175 -180 2001年 [査読無し][通常論文]
   

  Aerosol optical thickness on the East China Sea was evaluated by using radiances observed by Terra-MODIS. We measured optical and chemical properties of aerosols such as scattering and absorption coefficient, chemical composition, and optical thickness in Fukue Island, Nagasaki Prefecture. The optical thickness was calculated from the single scattering albedo, phase function, and reflectance of sea surface based on the measurement synchronized with Terra-MODIS. The evaluated optical thickness at the wavelength of 1μ m agreed well with that observed in Fukuoka. The optical thickness on the coastal sea of Korea Peninsula was larger than that on off the shore. This suggested that it is also important to determine the surface reflectance on the coastal sea that eutrophication or flowage of sand from rivers may occur.
• 西太平洋域大気エアロゾルの光学特性観測

  藤谷 雄二, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 遠藤 辰雄 地球環境シンポジウム講演論文集 9 181 -186 2001年 [査読無し][通常論文]
   

  It is necessary to assess the spatial distribution and variation of optical properties and chemical species of atmospheric aerosols to estimate the direct effect on climate. In the western Pacific Ocean, where the pollutants are transported from the East Asia, there are little aerosol measurements available to estimate the climate effect. In this study the aerosol optical and chemical properties were measured in June-July 2000 in the western Pacific Ocean on board the research vessel Mirai. In the southern area of 30° N, it was found that the area was under marine background condition due to less concentration of anthropogenic elements of aerosols such as V, Ni and Pb than those in the area north of 30° N. In south of 30° N, absorption coefficient (σ<SUB>ap</SUB>) were extremely low as those less than 2× 10<SUP>-7</SUP>m<SUP>-1</SUP>, and scattering coefficients (σ<SUB>ap</SUB>) ranged from 80× 10<SUP>-7</SUP>m<SUP>-1</SUP> to 212× 10<SUP>-7</SUP>m<SUP>-1</SUP>. The single scattering albedo (ω), then, ranged from 0.97 to 0.99, which shows the aerosols were highly transparent in summer in the western Pacific Ocean.
• アラスカにおける有害大気汚染物質の測定

  竹内 和之, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 9 187 -192 2001年 [査読無し][通常論文]
   

  Atmospheric concentrations of volatile organic compounds (VOCs), trace metals (vanadium, lead, etc), sulfate and elemental carbon (EC) were measured at Barrow, Alaska, USA (71.32N, 156.60W) during July, 1999-December, 2000. The concentrations of nine VOCs (i. e. Xylene, Ethylbenzene, Stylene etc.), EC, sulfate and four trace metals (i.e. Ni, V, As and Pb) showed a similar seasonal variation with a broad maximum extending from winter to spring. Because EC, trace metals and sulfate are major component of "Arctic haze", good agreement of seasonal variations between these species and VOCs suggests that VOCs, together with EC, trace metals and sulfate, are transported over distances of several thousands of km from industrialized areas in mid-latitude.
• Measurement of air pollution in Norilsk

  Fukasawa Tatsuya, Ohta Sachio, Enomoto Kyoichi, Murao Naoto, Yamagata Sadamu, Shimizu Tatsuo, Makarov Vladimir N., Rastegaev Igor Polar meteorology and glaciology 14 92 -102 2000年11月 

  Air pollution, deposition and its accumulation in surface soil were investigated in Norilsk, Russia. Concentrations of SO_2 and NO_2 gas were measured in Norilsk by using passive samplers 29 July-4 August 1993 and 31 July-4 August 1995. SO_2 concentrations were more than 100ppb in downtown Norilsk; the highest value was 260ppb in 1995. On the other hand, NO_2 concentrations were rather lower than those in Sapporo, Japan. Aerosol chemical species were continuously measured from summer 1993 to summer 1995 at Norilsk Experimental Center in downtown Norilsk. Major components of aerosol chemical species were sulfate (0.9-16μgm^<-3>), organics (1.6-12μgm^<-3>) and elemental carbon (0.1-4.2μgm^<-3>). The ranges of heavy metal concentrations (ng m^<-3>) were Cu, 2-300; Pb, 0.5-83 and Ni, 1-48 with no significant seasonal variations, about ten times more than those in Sapporo. We also collected larch needles, mosses and soil samples to evaluate the deposition and accumulation of the air pollutants. The concentrations of heavy metal and sulfate in larch needles, mosses and surface soil samples decrease with distance from the center of Norilsk. Heavy metal concentrations in deep soil (20-30cm) were nearly equal to the global mean, whereas the concentrations in surface soil (5-10cm depth) were several times to hundreds times higher than those in deep soil (20-30cm depth). This suggests that the emitted pollutant has been deposited and accumulated in surface soil for 40 years, since the nickel-copper smelting companies started operations.
• 北極対流圏エアロゾル・放射総合観測ASTAR 2000 (Arctic Study of Tropospheric Aerosol and Radiation) : 日本・ドイツ共同航空機・地上同期観測

  山内 恭, 塩原 匡貴, 平沢 尚彦, 佐藤 薫, 和田 誠, 山形 定, 藤谷 雄二, 原 圭一郎, 柴田 隆, 西田 千春, 矢吹 正教, HERBER A 大会講演予講集 78 272 -272 2000年10月18日 [査読無し][通常論文]
  
• 3波長ネフェロメータおよびOPCを用いた、大気エアロゾル複素屈折率の導出 : ASTAR2000ニーオルスン地上観測

  矢吹 正教, 塩原 匡貴, 山内 恭, 平沢 尚彦, 原 圭一郎, 藤谷 雄二, 山形 定, 西田 千春, 柴田 隆, 竹内 延夫, 久世 宏明 大会講演予講集 78 385 -385 2000年10月18日 [査読無し][通常論文]
  
• 課題(11-14):海洋地球観測船「みらい」による海洋上大気エアロゾルの観測(新規)(2.2一般研究)([2]共同利用研究(平成11年度))

  太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 上田 厚志 千葉大学環境リモートセンシング研究センター年報 5 27 -27 2000年10月 [査読無し][通常論文]
  
• 1E1130 大気エアロゾル化学成分の粒径分布測定

  太田 幸雄, 林 正幸, 山形 定, 村尾 直人 大気環境学会年会講演要旨集 (41) 228 -228 2000年09月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 1E1145 土壌粒子の光学的特性の測定

  太田 幸雄, 加藤 亮, 長谷川 就一, 山形 定, 村尾 直人 大気環境学会年会講演要旨集 (41) 229 -229 2000年09月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 1F1115 熱分析による大気エアロゾル中各成分の一括定量

  山形 定, 吉舗 大, 村尾 直人, 太田 幸雄 大気環境学会年会講演要旨集 (41) 237 -237 2000年09月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 1F1345 拡散スクラバーを用いた大気中NO_2の測定

  山形 定, 君島 智子, 村尾 直人, 太田 幸雄 大気環境学会年会講演要旨集 (41) 317 -317 2000年09月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 1L1515 航空機を用いた北極圏エアロゾルの光学特性観測

  藤谷 雄二, 山形 定, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山内 恭, 塩原 匡貴, 原 圭一郎, Herber Andreas 大気環境学会年会講演要旨集 (41) 375 -375 2000年09月26日 [査読無し][通常論文]
  
• 札幌におけるPAN濃度の長期連続測定

  津崎 昌東, 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄 地球環境シンポジウム講演論文集 8 289 -294 2000年 [査読無し][通常論文]
   

  Peroxyacetyl Nitrate (PAN) measurement were made at Sapporo from July 1997 to September 1999 and at Mt. Teine (1000m altitude), a site near Sapporo urban area, from February to May 1999. Median concentrations of PAN for each month show seasonal variation. Maximum levels of about 0.3-0.4ppb were observed during winter months. On sunny days in summer PAN concentrations showed a distinct diurnal variation and local formation of PAN was apparent. Whereas, in winter PAN concentrations showed little diurnal variation and there was little difference between concentrations at Mt. Teine and surface concentrations in Sapporo, which indicate wintertime PAN in Sapporo were not formed by local photochemistry. Regional scale three-dimensional transport/chemistry simulations were performed for the period February 1999, The model results were compared to measured concentration and PAN levels were found to be influenced by continental outflow of air pollutants.
• シベリア北極圏エアロゾルの化学組成分析と光学特性の評価

  秋元 慎介, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 8 301 -306 2000年 [査読無し][通常論文]
   

  Chemical properties measurements of aerosols were made over a few years in Tiksi, Norilisk and Yakutsk, Siberia. Results at Tiksi indicate a strong seasonal variation, high concentration in late winter to early spring and low value in summer, and that the major component of aerosols is sulfate. These results suggest that Siberian Arctic have been also poluted by Arctic Haze as well as other Arctic region. Optical properties of Siberian Arctic Haze were calculated using scattering theory of Mie. And also upward radiative flux from the top of atmosphere was estimated based on the optical properties. Furthermore, possibility of application of infrared remote sensing to Arctic haze was discussed.
• 西太平洋域大気エアロゾルの光学特性観測

  上田 厚志, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 遠藤 辰雄 地球環境シンポジウム講演論文集 8 307 -311 2000年 [査読無し][通常論文]
   

  Two research cruises were conducted in the western Pacific Ocean on board the R/V Mirai in winter and summer, 1999. Optical properties of atmospheric aerosols were observed, and the chemical components were analyzed. In winter cruise, in the region from 20° N to 32° N, scattering coefficient and absorption coefficient were as high as those observed in Sapporo. The concentrations of SO<SUB>4</SUB><SUP>2-</SUP>, NH<SUB>4</SUB><SUP>+</SUP> and elemental carbon (EC) were high, and Al was detected in the same region, which represents the existence of soil dust. Therefore, the aerosols in this region seem to be transported from land. In summer cruise, even in the region more than 1, 000km far from land, the aerosols had the chemical species derived from land. On the other hand, in other regions in the two cruises, scattering coefficient σ<SUB>sca</SUB> ranged from 10 to 20×10<SUP>-6</SUP> (m<SUP>-1</SUP>), and single scattering albedo ε was more than 0.98. These results suggest that the aerosols observed in the regions had much scattering properties, and little absorptive components such as EC.
• 衛星リモートセンシングのための放射伝達モデルの開発

  小林 拓, 太田 幸雄, 村尾 直人, 橘 治国, 山形 定 衛生工学シンポジウム論文集 7 85 -90 1999年11月01日 [査読無し][通常論文]
   

  第7回衛生工学シンポジウム（平成11年11月11日（木）-12日（金） 北海道大学学術交流会館） . 3 地球環境 . 3-3
• AAMP98観測北極圏上空エアロゾルの鉛直分布

  庄司 和弘, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 塩原 匡貴, 藤井 理行 衛生工学シンポジウム論文集 7 96 -101 1999年11月01日 [査読無し][通常論文]
   

  第7回衛生工学シンポジウム（平成11年11月11日（木）-12日（金） 北海道大学学術交流会館） . 3 地球環境 . P3-5
• 観測船「みらい」による海洋上エアロゾルの光学特性観測

  上田 厚志, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 遠藤 辰雄 衛生工学シンポジウム論文集 7 91 -95 1999年11月01日 [査読無し][通常論文]
   

  第7回衛生工学シンポジウム（平成11年11月11日（木）-12日（金） 北海道大学学術交流会館） . 3 地球環境 . 3-4
• (大気エアロゾルのキャラクタリゼーション及び光学特性推定法に関する研究)(2.1プロジェクト研究)([2]共同利用研究(平成10年度))

  太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 池内 和泉 千葉大学環境リモートセンシング研究センター年報 4 21 -21 1999年10月 [査読無し][通常論文]
  
• 1H12 沖縄海域大気エアロゾルの光学特性

  池内 和泉, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 金城 義勝, 村野 健太郎 大気環境学会年会講演要旨集 (40) 422 -422 1999年09月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 1H21 札幌市街におけるPANの濃度変動(1) : アルデヒドとの関係

  池谷 有理, 津崎 昌東, 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄 大気環境学会年会講演要旨集 (40) 431 -431 1999年09月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 2C10 高分子吸水剤を用いた微小水滴の沈着フラックスの測定(第2報)

  泉 克幸, 内山 政弘, 福山 力, 山形 定, 太田 幸雄 大気環境学会年会講演要旨集 (40) 493 -493 1999年09月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 2I06 TCT/GC-MSを用いた北海道における大気中VOCsの測定

  加藤 秀樹, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定, 深沢 達矢 大気環境学会年会講演要旨集 (40) 533 -533 1999年09月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 2L05 大気エアロゾル化学成分の粒径分布測定

  太田 幸雄, 竹内 和之, 長谷川 就一, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (40) 550 -550 1999年09月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 3H04 観測船「みらい」による海洋上エアロゾルの光学特性観測

  上田 厚志, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (40) 586 -586 1999年09月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 3H08 シベリア北極圏における大気環境汚染調査

  榎本 恭一, 太田 幸雄, 深沢 達矢, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (40) 1999年09月28日 [査読無し][通常論文]
  
• 高分子吸水剤を用いた微小水滴の沈着の測定(2)

  泉 克幸, 内山 政弘, 福山 力, 山形 定, 太田 幸雄 エアロゾル科学・技術研究討論会 = Symposium on Aerosol Science & Technology 16 133 -135 1999年07月01日 [査読無し][通常論文]
  
• 立杭を用いた雲物理実験装置内で発生した雲の微物理過程(その5)-雲粒粒径分布に影響するパラメータ

  佐々木 聰, 播磨屋 敏生, 藤吉 康志, 山形 定, 福山 力, 山田 正, 稲毛 正昭 大会講演予講集 75 B106 1999年04月 [査読無し][通常論文]
  
• 都市大気における還元性硫黄化合物濃度と下水処理場からの発生量

  伊藤 晃佳, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 環境工学研究論文集 36 81 -86 1999年 [査読無し][通常論文]
   

  A method for the field sampling of reduced sulfur compounds such as carbonyl sulfide (COS) and carbon disulfide (CS<SUB>2</SUB>) was developed and applied to sewage treatment facility. This method has-100% trapping efficiency and more than 90% recovery and shows little loss for at least 24 hr storage for these sulfur compounds. Ambient concentrations of COS and CS<SUB>2</SUB> were measured at Sapporo from Oct. 1997 to Feb. 1999. During this periods COS and CS<SUB>2</SUB> concentrations were typically 528 ± 77pptv (parts per trillion by volume) and 46 ± 30pptv, respectively, andoccasional high COS concentrations up to 800pptv were observed, indicating the presence of COS source in urban area.The COS concentrations of exhaust from the sewage treatment facility were several times higher than ambient concentrations, while CS<SUB>2</SUB> values were larger than ambient by an order of magnitude. Estimated COS and CS<SUB>2</SUB> emissions based on this results, however, suggested that sewage treatment works were minor source of COS and CS<SUB>2</SUB>.
• 札幌における冬期のPAN濃度変動の解析

  津崎 昌東, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 7 207 -212 1999年 [査読無し][通常論文]
   

  Peroxyacetyl Nitrate (PAN), measurement were made during the winter 1999 at Mt. Teine (1000m altitude) in Sapporo. Median concentration during February was 0.21ppb. Higher concentration >1.0ppb were sometimes observed with southerly wind and higher ozone concentrations. There was little difference between PAN concentration at Mt. Teine and surface concentration in Sapporo, which indicate wintertime PAN in Sapporo was not formed by local photochemistry. Results from concurrent measurements of aldehydes and ozone also indicate that variation of PAN during winter in Sapporo was regional in nature. From the results, we conclude at least during winter surface PAN measurement in Sapporo is a good indicator of photochemical state and long-range transport of polluted air mass in East Asia.
• シベリア北極圏における大気環境汚染調査

  太田 幸雄, 榎本 恭一, 深沢 達矢, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 7 231 -236 1999年 [査読無し][通常論文]
   

  Atmospheric concentrations of aerosol chemical species and SO2 have been measured at Tiksi, Yakutsk and Norilsk in Siberia from 1993. Concentrations of SO4<SUP>2-</SUP>, Pb, Cu, Ni and V at Tiksi increase in winter and spring, and decrease in summer. Soil, moss and larch leaf samples were collected at Norilsk and Yakutsk, and soil samples at Tiksi. Concentrations of SO4<SUP>2-</SUP>, Ni and Cu in the moss and larch leaf samples decreased with the distance from nickel and copper smelters in Norilsk. Moss and larch leaf, thus, can be used as bio-monitor of the air pollution. Concentrations of pollutants in the surface soil were higer than those in the soil 20-30cm below in Norilsk and Tiksi. It suggests that the long range transported atmospheric pollutants deposit on the surface and accumulate in the upper layer of permafrost in the Siberian Arctic.
• TCT-GC/MSを用いた北海道における大気中VOCsの測定

  加藤 秀樹, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 深沢 達矢 衛生工学シンポジウム論文集 6 194 -199 1998年11月01日 [査読無し][通常論文]
   

  第6回衛生工学シンポジウム（平成10年11月5日（木）-6日（金） 北海道大学学術交流会館） . 5 測定・解析 . P5-10
• AAMP98観測 北極圏上空エアロゾル中のイオン成分

  庄司 和弘, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 塩原 匡貴, 藤井 理行 衛生工学シンポジウム論文集 6 286 -291 1998年11月01日 [査読無し][通常論文]
   

  第6回衛生工学シンポジウム（平成10年11月5日（木）-6日（金） 北海道大学学術交流会館） . 7 調査事例 . P7-10
• 1E1300 札幌におけるPeroxyacetyl Nitrateの測定

  津崎 昌東, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 257 -257 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 1F1300 低分子量ジカルボン酸エアロゾルの臨界過飽和度の測定

  堀 雅裕, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 271 -271 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 1F1315 立坑を用いた雲の酸性化機構の実規模実験 その3

  財満 健彦, 黒田 武志, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 播磨屋 敏生, 藤吉 康志, 泉 克幸, 山田 正, 内山 政弘, 福山 力 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 272 -272 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 1J1345 都市活動に由来する還元性硫黄化合物の排出

  伊藤 晃佳, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 2A1100 高分子吸水剤を用いた微小水滴の沈着の測定

  泉 克幸, 内山 政弘, 福山 力, 山形 定, 太田 幸雄 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 323 -323 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 2E1130 AAMP98観測 : 北極圏上空のエアロゾル中のイオン成分

  庄司 和弘, 山形 定, 村尾 直人, 太田 幸雄, 塩原 匡貴, 藤井 理行 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 359 -359 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 2H1115 ICP-MSを用いた土壌中重金属成分の分析

  玉井 伸哉, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 深沢 達矢, 榎本 恭一 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 393 -393 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 3E1215 日射観測と組成分析に基づいた大気エアロゾルの光学モデルの検討

  長谷川 就一, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 3H1015 TCT/GC-MSを用いた北海道における大気中VOCsの測定

  加藤 秀樹, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定, 深沢 達矢 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 500 -500 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 3J0915 エアロゾル中炭素成分の高感度測定法

  上田 厚志, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 511 -511 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 3J0930 イオンクロマトグラフィーによるジカルボン酸エアロゾルの測定

  秋元 慎介, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 堀 雅裕 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 512 -512 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 3J1030 TG-MS分析による大気エアロゾルの化学的キャラクタリゼーション

  有田 実代, 山形 定, 堀 雅裕, 村尾 直人, 太田 幸雄 大気環境学会年会講演要旨集 (39) 516 -516 1998年09月24日 [査読無し][通常論文]
  
• 凝縮核を導入することによる雲粒濃度の変動

  内山 政弘, 福山 力, 泉 克幸, 山形 定, 太田 幸雄 エアロゾル科学・技術研究討論会 = Symposium on Aerosol Science & Technology 15 186 -188 1998年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 高分子吸水剤を用いた微小水滴の沈着の測定

  泉 克幸, 内山 政弘, 福山 力, 山形 定, 太田 幸雄 エアロゾル科学・技術研究討論会 = Symposium on Aerosol Science & Technology 15 189 -191 1998年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 中緯度-北極間の成層圏底部-対流圏におけるエアロゾル数濃度の航空機観測

  渡辺 征春, 岩坂 泰信, 柴田 隆, 長谷 正博, 中田 滉, 長田 和雄, 猪股 弥生, 足立 宏, 林 政彦, 土屋 政義, 塩原 匡貴, 山形 定, 大橋 敏次 エアロゾル科学・技術研究討論会 = Symposium on Aerosol Science & Technology 15 256 -258 1998年08月 [査読無し][通常論文]
  
• Ｐｅｒｏｘｙａｃｅｔｙｌ Ｎｉｔｒａｔｅの自動測定法の開発と札幌における長期連続測定

  津崎 昌東, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 環境工学研究論文集 35 199 -204 1998年 [査読無し][通常論文]
   

  An automated measurement system is developed to monitor Peroxyacetyl Nitrate (PAN). This systemis made of an automatic valve device and a gas chromatograph with a <SUP>63</SUP>Ni electron capture detector. A 5ml airsample is directly introduced in the gas chromatograph without any focusing process. Continuous measurements of PAN concentration were made in Sapporo from July 1997 to April 1998. Medianconcentration of PAN for each month show seasonal variation with a maximum of 0.37ppb in spring. Thisvariation resembles background PAN variation measured in England. However on warm sunny days in summer, PAN showed a distinct diurnal variation and local formation of PAN was apparent. Whereas, in spring andwinter, PAN concentration showed little diurnal variation. Moreover monthly maximum concentration in springwas as high as that in summer. During winter and spring, it is so cold in Sapporo that PAN production in theurban atmosphere is rather limited. Thus variation of PAN concentration during winter and spring is affectedby large scale air pollution.
• 水溶性大気エアロゾルによる地球温暖化抑制効果の評価

  堀 雅裕, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 6 103 -108 1998年 [査読無し][通常論文]
   

  To estimate indirect radiative forcing of water soluble aerosols, we measured critical supersaturations of dicarboxylic acid aerosols which are major components of water soluble organic aerosols in laboratory experiments, and then calculated albedo of marine stratiform cloud and downward net flux at tropopause within stratiform cloud area under clean and polluted (concentrations of water soluble aerosols enhanced) conditions. Experimental results indicated that critical supersaturations of oxalate, malic acid and phtharic acid were found to be comparable to that of sulfate aerosol which is easily activated to cloud droplets at naturally occuring supersaturations in the atmosphere, in contrast to high critical supersaturation of adipic acid. Caluculations indicated that at polluted condition cloud-top albedo was enhanced and downward net flux at tropopause decreased by 40-60W/m<SUP>2</SUP> from clean condition. Although these estimates are confined within polluted and stratus cloud aera, the indirect forcing is so high compared with global averaged radiative forcing (+2.5W/m<SUP>2</SUP>) of greenhouse gases, that it is possible that the forcing offsets the greenhouse effect to a large extent.
• 日射観測と組成分析に基づいた大気エアロゾルの光学モデルの検討

  長谷川 就一, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 6 109 -114 1998年 [査読無し][通常論文]
   

  Mixing condition and size distribution of atmospheric aerosols were investigated for determination of suitable optical aerosol model. If the geometric number mean radius and the standard deviation were 0.055-0.079μm and 1.97-2.29 in internal mixing condition respectively, calculated values of the ratio of diffuse solar radiation to direct solar radiation correlated well with those observed. Whereas the geometric number mean radius of 0.035 μm and standard deviation of 2.10, which have been recommended, gave less correlation. The difference of calculated single scattering albedo between external and internal mixture was 0.03, which has the possibility of the difference of 0.15°C of the global mean surface temperature.
• 都市活動に由来する還元性硫黄化合物の排出

  伊藤 晃佳, 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定 地球環境シンポジウム講演論文集 6 115 -119 1998年 [査読無し][通常論文]
   

  A simple method for the field sampling of reduced sulfur compounds was developed and evaluated. This method has-100% trapping efficiency and more than 90% of recovery and shows little loss for 24hr storage for both carbonyl sulfide (COS) and carbon disulfide (CS<SUB>2</SUB>). Using this method, ambient concentrations of COS and CS<SUB>2</SUB> and emissions from sewage treatment plant and municiple landfill sanitary sites (M. L. S) were measured.The result shows that (1) COS and CS<SUB>2</SUB> concentrations were typically 515±87ppty (parts per trillion by volume) and 44±16pptv, respectively and showed little diurnal variation. However Increase of COS level sometimes occured, indicating emission of COS from urban area.(2) Exhaust from sewage treatment plant and M. L. S. contained more COS and CS<SUB>2</SUB> than ambient concentrations. From this, annual emissions of COS and CS<SUB>2</SUB> were estimated.
• AEROSOL OBSERVATIONS IN THE SIBERIAN ARCTIC

  FUKASAWA Tatsuya, OHTA Sachio, MURAO Naoto, YAMAGATA Sadamu, MAKAROV Vladimir N. Proceedings of the NIPR Symposium on Polar Meteorology and Glaciology 11 150 -160 1997年11月 

  Atmospheric concentrations of total particulate mass (TPM) and aerosol chemical species were measured at three sites in the Siberian Arctic; Tiksi, Norilsk and Yakutsk. Continuous samplings of aerosols were carried out from August 1993 in Norilsk and Yakutsk, and from August 1994 in Tiksi. Tiksi is located on the coast of the Laptev Sea connecting to the Arctic Ocean. Norilsk is located at the base of the Taimyr Peninsula, which is the largest single sulfur dioxide emission source in the world. Yakutsk is situated on the middle reaches of the Lena river. Measured concentrations of the main aerosol chemical species at Tiksi ranged from 0.06-0.3μ(gm)^<-3> for elemental carbon, 0.55-1.5μ(gm)^<-3> for organic carbon and 0.09-1.6μ(gm)^<-3> for SO_4^<2->. The measured sulfate and elemental carbon concentrations showed remarkable seasonal variations with winter maxima and summer minima. The seasonal variations were consistent with other studies of Arctic haze in the Alaskan, Canadian and Norwegian Arctic. There were no significant seasonal variations of pollutant concentrations at Norilsk and Yakutsk. The TPM ranged from 6 to 30μ(gm)^<-3> at Norilsk and from 7 to 39μ(gm)^<-3> at Yakutsk. Major aerosol composition was sulfate at Norilsk, and carbonaceous particles at Yakutsk. We also performed trajectory analyses of air parcels to estimate the potential source regions which caused elevation of pollutant concentrations in winter at Tiksi. We calculated 10-day backward trajectories at Tiksi and forward trajectories at Norilsk in 1994. According to the calculations, the pollutants which arrived at Tiksi were frequently transported from Norilsk, the Urals and other source areas in winter. Further, it was suggested that Norilsk was one of the source areas for Arctic haze.
• エアロゾルと気候影響-日本地域の大気混濁度の変動-

  長谷川 就一, 深沢 達矢, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 衛生工学シンポジウム論文集 5 95 -100 1997年11月01日 [査読無し][通常論文]
   

  第5回衛生工学シンポジウム（平成9年11月6日（木）-7日（金） 北海道大学学術交流会館） . 2 評価・モデル . P2-9
• 水溶性有機エアロゾルの雲核特性評価実験

  堀 雅裕, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大会講演予講集 72 P104 1997年10月 [査読無し][通常論文]
  
• 準実スケールで生成する雲の粒径および雲底の変動

  内山 政弘, 福山 力, 竹内 延夫, 山形 定, 大田 幸雄, 播磨屋 敏生, 佐々木 聡, 田野中 武志, 小島 勝彦, 山田 正, 稲毛 正昭 エアロゾル科学・技術研究討論会 = Symposium on Aerosol Science & Technology 14 33 -35 1997年08月 [査読無し][通常論文]
  
• 7種類の土壌粒子による亜硫酸イオン光酸化の促進

  山形 定, 西尾 明子, 太田 幸雄, 原 宏 大気環境学会誌 = Journal of Japan Society for Atmospheric Environment 32 (1) 68 -72 1997年01月10日 [査読無し][通常論文]
   

  土壌の存在が, 水溶液中での4価の硫黄の光酸化反応に与える影響を, 7種類の土壌を用いて検討した。土壌3mgを1mmoll^-1の亜硫酸水素ナトリウム水溶液20mlに分散させた時, すべての土壌は光照射しなくとも4価の硫黄の酸化を促進し, その速度は0.3-1.5×10^-5moll^-1min^-1であった。光照射すると酸化速度は0.5～2.3×10^-5moll^-1min^-1になった。反応促進と土壌の組成の間に明瞭な関連は見出されなかった。4価の硫黄の酸化反応が進行するとともに土壌粒子から鉄の溶出が見られた。
• 7種類の土壌粒子による亜硫酸イオン光酸化の促進

  山形 定, 西尾 明子, 太田 幸雄, 原 宏 大気環境学会誌 32 (1) 68 -72 1997年01月10日 [査読無し][通常論文]
   

  土壌の存在が, 水溶液中での4価の硫黄の光酸化反応に与える影響を, 7種類の土壌を用いて検討した。土壌3mgを1mmoll^<-1>の亜硫酸水素ナトリウム水溶液20mlに分散させた時, すべての土壌は光照射しなくとも4価の硫黄の酸化を促進し, その速度は0.3〜1.5×10^&lg;-5> mon-ll^&lg;-1> min^&lg;-1>であった。光照射すると酸化速度は0.5〜2.3×10^&lg;-5> mon-ll^&lg;-1> min^&lg;-1>になった。反応促進と土壌の組成の間に明瞭な関連は見出されなかった。4価の硫黄の酸化反応が進行するとともに土壌粒子から鉄の溶出が見られた。
• ７種類の土壌粒子による亜硫酸イオン光酸化の促進

  山形 定, 西尾 明子, 太田 幸雄, 原 宏 大気環境学会誌 32 (1) 68 -72 1997年 [査読無し][通常論文]
   

  土壌の存在が, 水溶液中での4価の硫黄の光酸化反応に与える影響を, 7種類の土壌を用いて検討した。土壌3mgを1mmoll<SUP>-1</SUP>の亜硫酸水素ナトリウム水溶液20m<I>l</I>に分散させた時, すべての土壌は光照射しなくとも4価の硫黄の酸化を促進し, その速度は0.3-1.5×10<SUP>-5</SUP>moll<SUP>-1</SUP>min<SUP>-1</SUP>であった。光照射すると酸化速度は0.5～2.3×10<SUP>-5</SUP>moll<SUP>-1</SUP>min<SUP>-1</SUP>になった。反応促進と土壌の組成の間に明瞭な関連は見出されなかった。4価の硫黄の酸化反応が進行するとともに土壌粒子から鉄の溶出が見られた。
• 衛星リモートセンシングによる沿岸海域汚濁解析 : 赤潮プランクトン濃度推定について

  小林 拓, 太田 幸雄, 村尾 直人, 橘 治国, 山形 定 衛生工学シンポジウム論文集 4 219 -224 1996年11月01日 [査読無し][通常論文]
   

  第4回衛生工学シンポジウム（平成8年11月7日（木）-8日（金） 北海道大学学術交流会館） . 5 測定 . P5-8
• CHEMICAL AND OPTICAL PROPERTIES OF LOWER TROPOSPHERIC AEROSOLS MEASURED AT Mt. LEMMON IN ARIZONA

  OHTA Sachio, HORI Masahiro, MURAO Naoto, YAMAGATA Sadamu, GAST Karl Journal of global environment engineering 2 67 -78 1996年03月01日
• リモートセンシングによる赤潮プランクトン濃度推定のための基礎的研究

  小林 拓, 太田 幸雄, 村尾 直人, 橘 治国, 山形 定 環境工学研究論文集 33 85 -93 1996年 [査読無し][通常論文]
   

  For satellite remote sensing of red tides, a radiative transfer model for a coupled atmosphere-ocean system was developed to estimate upward flux of radiation from the polluted sea surface.Size distribution and the complex index of refraction of two kinds of red tide algae (<I>Skeletonema costatum and Heterosigma akashiwo</I>) were measured in batch cultures. The equation of radiative transfer in the coupled atmosphere-ocean system was solved by using Delta-P3 approximation method.Upward flux of radiation from the polluted sea surface which contained only the red tide algae decreased with the inclease of algae concentration.Whereas, in case of the sea which contained detritus in addition to the red tide algae, the upward flux had a peak at the wavelength of yellow region.It is, thus, important to determine the concentration and optical properties of detritus for the red tide remote sensing.Ratio of the upward flux at the wavelength of 410nm to one at 560nm decreased with the algae concentration.It is, then, possible to determine the red tide algae concentration by using the ratio of upward flux in satellite remote sensing.
• 雲を観る

  山形 定, 荻原 研二, 住吉 力, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山田 正, 藤吉 康志, 播磨屋 敏生, 福山 力, 内山 政弘, 稲毛 正昭 衛生工学シンポジウム論文集 3 208 -213 1995年11月01日 [査読無し][通常論文]
   

  第3回衛生工学シンポジウム（平成7年11月9日（木）-10日（金） 北海道大学学術交流会館） . 4 都市・水・室内等の環境 . P4-7
• シベリア北極海沿岸ティクシにおけるガス・エアロゾル濃度観測

  深澤 達矢, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 大会講演予講集 68 219 -219 1995年10月16日 [査読無し][通常論文]
  
• 日本地域における大気混濁係数の推移

  太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 深沢 達矢, 住吉 力, 荒生 公雄 環境工学研究論文集 32 231 -239 1995年 [査読無し][通常論文]
   

  Atmospheric turbidity coefficients were calculated at five sites (Nemuro, Sapporo, Shionomisaki, Tosa-Shimizu and Ishigaki) in Japanese area from 1980 through 1992. The turbidity coefficients ranged 0.03-0.30 at Nemuro, 0.05-0.40 at Sapporo, 0.05-0.45 at Shionomisaki, 0.03-0.40 at Tosa-Shimizu and 0.03-0.40 at Ishigaki. They decreased in autumn and winter, and increased in spring. Variations of the turbidity coefficients had tendency of increase from 1957 through 1992 due to increase of human activities. In 1982-1984 and after 1992, the turbidity coefficients had the maximum due to large volcanic eruptions of Mt. El Chichon and Mt. Pinatubo, respectively.
• 感度解析に基づく対流圏光化学反応計算の簡略化

  村尾 直人, 中山 里美, 太田 幸雄, 山形 定, 溝口 勲 環境工学研究論文集 31 241 -250 1994年 [査読無し][通常論文]
   

  In order to construct useful transport-chemistry model for large-scale variations of tropospheric trace species, accurate and low computational cost submodel for reaction is needed. Based on sensitivity analysis, Dunker developed a simple method for parameterization of atmospheric chemistry. We have investigated the possibility of applying the method to the equations of tropospheric photochemistry. Since the method was developed for urban air chemistry, some modifications were made. One-dimensional tropospheric model was used to test its accuracy and computational speed. The results indicated little loss of accuracy compared to detailed model simulations of chemistry with high time resolution. In addition, the computation time was reduced by about 2-order of magnitude.
• 北極圏大気汚染微粒子のアルベド効果に伴う気候影響

  太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 林 健太郎, 石原 博成 環境工学研究論文集 31 251 -262 1994年 [査読無し][通常論文]
   

  Albedo effect of anthropogenic Arctic aerosols on climate was estimated through planetary albedo calculation and surface temperature evaluation with two-layer zonal energy balance climate model. Six types of global aerosol models were assumed in the atmospheric boundary layer: Arctic aerosols, subarctic aerosols, continental aerosols, maritime aerosols in Northern Hemisphere, maritime aerosols in Southern Hemisphere and Antarctic aerosols. Optical properties of each type of aerosols were calculated based on chemical characterization. Internal mixing aerosols seriously affect on climate in Arctic Circle. Doubling anthropogenic Arctic aerosols causes 0.3°C increase of surface temperature, whereas the disappearance causes 0.15°C decrease of surface temperature in Arctic Circle.
• 大気環境をはかる

  溝口 勲, 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定 衛生工学シンポジウム論文集 1 385 -389 1993年11月01日 [査読無し][通常論文]
   

  第1回衛生工学シンポジウム（平成5年11月17日（水）-18日（木） 北海道大学学術交流会館） . パネルディスカッション . 環境をはかる

共同研究・競争的資金等の研究課題

• PM2.5の健康影響評価と対策立案に対するセンサー技術の展開

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2016年04月 -2019年03月 

  代表者 : 村尾 直人, 安成 哲平, 山形 定, 深澤 達矢, 山口 高志

   

  微小粒子状物質（PM2.5）汚染による健康影響を正確に把握し，適切な対策の立案を行ってゆくため，以下の二つの課題に取り組んだ。 1．本研究班で開発した越境PM汚染の評価手法を，多摩丘陵，加須市と長崎市に適用したところ，いずれの地点も越境汚染の寄与がPM濃度70%以上に寄与し，夏に減少，秋に増加する季節変化を示した。 2．開発・使用した個人曝露測定センサーシステムは，体積768cm3，重さ420gで，24時間の連続運用が可能である。センサーを使って札幌に住む5人の被験者の冬の個人曝露を調べたが，個人のPM2.5曝露濃度と固定観測局で測った環境PM2.5データの関係はほとんど見られなかった。
• 環境測定用オゾン・センサの開発とそれを用いた様々な規模を持つオゾン汚染の把握

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 

  代表者 : 村尾 直人, 山形 定, 深澤 達矢, 山口 高志

   

  本研究は、ナノテクノロジーの成果を活用した小型センサの実用化を行い、オゾン濃度の把握が乏しい地域での長期測定、また都市域での精密測定を行うものである。 3年間の研究期間において、オゾンセンサの実用化に向け、1) センサ応答に影響を与える環境条件を特定とその較正法の確立、2) モニタリングデータ送信システムの構築、3)遠隔地や森林域での環境測定への適用を行った。 その結果、気温の季節変動に対する較正を行うことで、センサーを用いた環境モニタリングが可能であること、自動化とともに無人化が可能であること、さらに本センサーがオゾンの森林影響評価に大きく寄与できることを示した。
• 中国での大気汚染対策に伴う短寿命大気微粒子の変化による気候影響

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2009年 -2011年 

  代表者 : 村尾 直人, 山形 定

   

  中国が進める大気汚染・温暖化対策が、大気中の微粒子の分布をどのように変え、どのような気候影響をもたらすかを明らかにすることを目的として、3年間に渡る観測とモデル計算を行った。札幌市、長崎県福江島および沖縄県辺戸岬で行った観測結果から、各地点の微粒子濃度に影響を持つ発生源を季節別に特定した。また観測結果を基に、地域気象モデルを用いて、大気エアロゾルの光学特性がどの程度、気象場に影響を与えるかを評価した。
• エアロゾル吸収係数の空間分布を測定しリアルタイム公開するシステムの構築

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2007年 -2009年 

  代表者 : 山形 定

   

  研究代表者が開発したテープ式吸収率計を用いて大気エアロゾルの光学的吸収係数を高精度で測定する手法、データをリアルタイムで取得する方法を開発した。札幌市内5ヶ所に開発したシステムを設置し、吸収係数の時間変化を連続測定した。これより、札幌市内のエアロゾル光学的吸収係数に寄与する成分は、市外から輸送されてくるもの、市内で発生する主に自動車由来のものの2つであると考えられた。市外から輸送されてくる成分について検討した結果、中国・韓国の都市部・工業地帯由来の気塊が札幌の吸収係数に影響していることが示唆された。
• 東アジア域人為起源エアロゾルの衛星観測による広域分布測定と気候影響の評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2005年 -2007年 

  代表者 : 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定

   

  大気エアロゾルは、太陽放射を散乱吸収することにより気候に影響を与えることから、特に工業化の著しい東アジア域における気候影響の評価が課題となっている。そのためにはエアロゾルの光学的厚さと光学特性(散乱係数と吸収係数)の季節別の広域分布が把握されねばならない。この光学的厚さの広域分布を求めるには人工衛星によるリモートセンシングが効果的であるが、その際にやはりエアロゾルの光学特性があらかじめ与えられねばならない。そこで本研究では、長崎県五島列島福江島において春季および夏季のエアロゾルの光学特性を実測し、微小粒子の単一散乱アルベド(散乱係数/(散乱係数+吸収係数))が、春季には0.8〜0.9、夏季には0.9〜0.98の値をとることを見いだした。またフィルターに捕集されたエアロゾルについて積分球による吸収係数の測定を行い、これまで使用されてきたPSAPによる測定値との相関が非常に高いことから、積分球法による吸収係数の日平均値の測定が可能であることを明らかにした。一方、現在多くの地域でエアロゾルの化学成分測定が行われているが、その結果を用いて光学特性が算出できれば、衛星リモートセンシングによるエアロゾルの光学的厚さの広域分布算出が可能となる。そこでエアロゾルの化学組成分析を基に、エアロゾルが黒色炭素、有機物、硫酸アンモニウムなどの6成分から成るものとして、光学特性を算出するためのモデルを作成した。その結果、エアロゾル成分粒子が内部混合状態で、対数正規型の粒径分布の幾何平均半径が0.05〜0.07μmのものが、最も実測値との適合性が良いことがわかった。
• 南北両極比較航空機観測による極域大気中エアロゾルの役割及び雲相互作用に関する研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2004年 -2007年 

  代表者 : 山内 恭, 和田 誠, 塩原 匡貴, 平沢 尚彦, 森本 真司, 原 圭一郎, 橋田 元, 山形 定

   

  両極におけるエアロゾルの航空機集中観測を通じ、極域のエアロゾルにとって、南極・北極ともに,大気の長距離輸送過程が支配的であることが明らかになり、気候影響の大きい黒色炭素の問題等も興味ある発展が期待される。 1.16年度5〜6月に、ドイツ、アルフレッド・ウェーゲナー極地海洋研究所(AWI)と共同で、同航空機2機を使った「北極対流圏エアロゾル雲放射総合観測(ASTAR 2004)」を実施した。航空機による散乱係数,吸収係数とも汚染の度合いの高かった北極ヘイズの活発な時期であったASTAR 2000の3〜4月の結果に比べいずれも低めの値が示されたほか、黒色炭素粒子が硫酸液滴に取り込まれた内部混合粒子が卓越することが明らかにされた。また、地上では降水に伴うエアロゾルの除去過程が観測され、エアロゾルと雲の相互作用が類推された。 2.18年12月から19年1月にかけて、引き続きAWIの航空機による南極域での「日独共同航空機大気観測(ANTSYO-II)」を実施した。大西洋セクターではノイマイヤー基地を中心に内陸のコーネン基地まで、合計22フライトを実施し、インド洋セクターの昭和基地側では大陸上S17拠点をベースに内陸、海洋上水平分布と鉛直分布を取得する観測飛行を合計15フライト実施した。エアロゾルの物理、光学、化学特性の3次元分布を得たと共に、温室効果気体の鉛直分布を得るための大気試料採取も行った。南極大陸沿岸域でも、西経側に位置するノイマイヤー基地周辺では、大気が南極半島側から輸送されることが多く、一方東経側に位置する昭和基地では、南大洋を越え南米大陸からの輸送が多いことが、エアロゾルの性質を特徴づけていること、さらに昭和基地近傍で内陸からの大気の中にも黒色炭素の多いエアロゾルが見られることが明らかになった。そのほか、昭和基地観測、海鷹丸観測と併せ、海洋起源物質の寄与の解明も期待される。
• エアロゾルの間接的地球冷却化効果

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2002年 -2005年 

  代表者 : 太田 幸雄, 村尾 直人, 山形 定, 佐野 到

   

  エアロゾルが気候に与える影響のうち、雲を通した効果、いわゆる間接効果を明らかにするために、鉱山廃鉱内に設置された人工雲実験施設(Artificial Cloud Experimental System,以下ACES)でエアロゾルが雲生成に与える影響について実験を行なった。実験は2002年から2005年まで毎年11月に岩手県遠野市の釜石鉱山日峰中央立坑内の高低差430mのACESで行なった。坑頂部分には上昇気流を発生させるためのファンが設置してあり、最大1.4m/secの上昇風速が得られる。ACES内は全高度に渡って梯子によってアクセス可能で、踊り場を利用した機器の設置、雲の観測が可能である。エアロゾルが水蒸気の凝縮により雲粒となるのは、坑底からの高度30m付近であること、高度100m付近では雲粒数がほぼ一定になっていることがわかったため、坑底から高度100mまでの地点で集中的に観測を行なった。 観測期間中、坑底気温は13.0℃前後で極めて安定していた。ACES内の温度プロファイルは、高度30m〜50mの雲が発生し始める高度で気温減率の小さな領域が観測された。坑底で、大気中に存在し雲核として作用すると考えられている硫酸アンモニウム、塩化ナトリウムなどを粒子として供給すると、雲水量は大きく変化しないまま、雲粒数濃度が増加し、雲粒径は減少することが実験的に確認された。上昇風速が増加した場合にも、雲粒数の増加が見られた。さまざまな気候影響因子の中で、エアロゾルの間接効果は現在最も不確定性の大きなものであり、ここで得られた実験結果は、エアロゾル数濃度と生成される雲数の濃度との関係を与えるパラメータとして大循環モデルに組み込むことが想定される。しかし、ここで得られた結果をそのままモデルで利用することは困難であるため、ACESでの結果をモデル利用可能な形に変換する方法についても検討した。
• ディーゼル微粒子の分布測定に基づく都市大気汚染のリスク評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2003年 -2004年 

  代表者 : 村尾 直人, 太田 幸雄, 山形 定

   

  浮遊粒子状物質(SPM)による大気汚染問題は、大都市域を中心に依然として深刻な状態にあり、特にディーゼル黒煙(黒色純炭素粒子)に由来する健康(発ガン)リスクは、人をとりまく環境因子の中で最も大きいものであると推定されている。本研究の目的は、浮遊粒子状物質の構成成分として最も重要と考えられる黒色純炭素粒子について、(1)本研究班で開発した小型測定装置を用いた長期にわたる都市規模のフィールド調査を行い、その結果を用いたリスク評価および発生源同定を行うこと、(2)低公害車の導入がどの程度都市大気汚染を軽減できるかを明らかして新たな施策提言を行うこと、にある。 平成15年度には、フィールド調査に用いる各種測定法の検討を行った後に、札幌市内の大気汚染測定局10地点において、一年間にわたる観測を開始した。観測項目は、黒色純炭素濃度、揮発性有機化合物濃度、多環芳香族炭化水素、重金属濃度などである。また、平成16年度には、観測を継続するとともに、各種汚染物質の濃度変動からディーゼル排気微粒子濃度を推定する解析方法について検討を行った。主な研究結果は以下のとおりである。 ・本研究班が作成したテープ式吸収率計を用いることにより、従来と比較して高い時間分解能で黒色純炭素濃度の測定が可能になった。 ・札幌市における大気中黒色純炭素濃度は秋季に高く、春季に低い傾向が見られた。 ・統計的方法と拡散計算から、DEPに含まれる黒色純炭素割合、DEPのSPMへの寄与を推定した。 ・黒色純炭素の測定濃度からDEP濃度を推定し、札幌市の各観測地点における発ガン生涯リスクを推定したところ、1.7×10^<-4>〜3.7×10^<-4>になった。ただし、この値はWHOによるDEPユニットリスク(3.4×10^<-5>)を用いて求めたものである。
• 北極域対流圏・成層圏物質の変動と気候影響

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1999年 -2004年 

  代表者 : 山内 恭, 和田 誠, 塩原 匡貴, 森本 真司, 青木 周司, 山形 定, 橋田 元, 遊馬 芳雄, 平沢 尚彦

   

  北極域大気の対流圏、成層圏における温室効果気体やエアロゾル、オゾン、雲の変動を明らかにし、その原因となる輸送や生成・消滅/吸収過程の解明をはかり、南極域と対比しつつ、放射効果などを通じた気候への影響を評価することを目的としている。平成16年度は以下の結果を得た。 1.スバールバル諸島ニーオルスン基地における、温室効果気体についての大気サンプリング観測や、地上観測、オゾンの連続観測を継続した。気体濃度の分析として二酸化炭素、メタン、一酸化二窒素、酸素・窒素比、SF6濃度について実施し、さらに安定同位体比として二酸化炭素中の炭素同位体、酸素同位体、メタン中の炭素同位体比を求めた。特に酸素・窒素比から二酸化炭素収支のここ数年の様態が明らかにされた。 2.地上からのエアロゾル・雲のリモートセンシング観測として進めているマイクロパルスライダー観測に併せ全天カメラ観測を行い、雲の情報取得につとめた。レーダ観測は継続しエコー頂高度分布統計値の取得を進めた。 3.北極対流圏エアロゾル雲放射総合観測(ASTAR 2004)に参加した。ドイツ、アルフレッド・ウェーゲナー極地海洋研究所(AWI)の航空機2機を使って、5〜6月に実施したもので、多数の機関が参加した。インパクターの観測からは、先のASTAR2000とは異なる人為的汚染の少ない清浄なエアロゾル組成が明らかにされた。地上観測からは、北極ヘイズの時期が終了し、大気が清浄になる過程がとらえられている。 4.引き続きASTAR 2000(北極対流圏エアロゾル放射総合観測)およびAAMP 02(北極海横断航空機大気観測)の高次のデータ解析が進められ、エアロゾルの分布にクラスター解析を適用した結果や成層圏・対流圏物質交換の指標となる様々な物質の分布が導出された。
• フィルターのリアルタイムモニタリングによる大気エアロゾル化学組成の高時間分解測定

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2001年 -2003年 

  代表者 : 山形 定

   

  エアロゾルの吸収スペクトルを連続的に測定する装置を用い、札幌市街地で連続測定をおこなった。エアロゾルの発生源が集中する都市部では、吸収係数の大きなエレメンタルカーギンも大量に発生しているため、測定スペクトルに特徴的な構造が現れることは稀であり、吸収スペクトルはほとんどエレメンタルカーボンによって支配されていることが示唆された。ただし、近赤外領域においては可視領域とは異なった挙動を示している例が見られ、今後さらに検討を加える必要があると考えられた。 可視領域での吸収スペクトルは基本的にエレメンタルカーボンによることが明らかになったため、これまでの装置でも用いられている波長領域で吸収係数を自動測定可能な装置、サンプリングフォトメータ、テープ式吸収率計を作製し、札幌市内、東シナ海離島で連続測定をおこなった。 札幌市内でのテープ式吸収率計を用いた連続測定では、場所毎に濃度レベルが異なっているものの、濃度の時間変化については類似しており、同一発生源の寄与をうかがわせる結果が得られた。一方、離島においてはサンプリングフォトメータを利用して、吸収係数の連続測定と観測後のフィルターの分析が可能となった。しかし、夏期の高温多湿時にサンプルラインで結露が生じ、フィルターの目詰まりなどが起こる問題が発生した。これを解決するためには測定器を設置している場所の空調、導入した空気の乾燥などが必要である。また、連続測定データを欠損なく得るためには1日毎にデータ蓄積の確認をおこなうなどきめ細かなメンテナンスが不可欠であることがわかった。
• 衛星リモートセンシングによる東アジア沿岸域環境汚染の実態解析

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2000年 -2002年 

  代表者 : 太田 幸雄, 山形 定, 村尾 直人

   

  長崎県五島列島福江島および鹿児島県奄美大島において、平成13年の3〜4月に大気エアロゾルの散乱係数と吸収係数、粒径分布および化学組成(化学成分)の測定をおこなった。その結果、3月下旬の福江島での観測および4月ひと月間の奄美大島での観測においてしばしば非常に高濃度の土壌粒子および大気汚染成分(黒色純炭素、有機物、硫酸イオンや、鉛、亜鉛などの金属粒子成分)を測定した。これらの時期について後退流跡線解析を行った結果、これらの高濃度土壌粒子および大気汚染成分は、中国大陸方面から飛来していることがわかった。すなわち黄砂が大量に飛来する「黄砂現象」時には、また同時に中国大陸方面で排出された硫酸や煤および有害汚染金属粒子なども輸送され、飛来していることが明らかとなった。粒径2μm以下の微小粒子の散乱係数と吸収係数の測定結果より単一散乱アルペドを算定したところ、ほぼ0.75〜0.90程度であり、高濃度時には0.75〜0.85であった。 以上の単一散乱アルベド値を参考として、人工衛星Terraに搭載されているMODISセンサーの輝度データを用い、中国の四川省、湖南省および雲南省地域、朝鮮半島域および東シベリア地域の大気環境汚染状況(大気エアロゾルの光学的厚さの分布)について解析を行った。その結果、2001年3月の中国四川省地域において光学的厚さが2.0以上の高濃度地域が算出された。この地域は成都市を含んでいることから、成都市において排出された高濃度汚染物質が四川盆地内に高濃度に滞留していることを示している。また、2000年4月の朝鮮半島域において、韓国中部の日本海側の春陽付近から日本海に向かって光学的厚さが1〜2の領域が扇状に広がっており、森林火災による煙流を捕らえたものと思われる。 以上のように、本研究の結果、人工衛星の輝度データから、大気汚染物質の広域分布を定量的に推定することが可能となった。
• ごみ埋立地における還元性硫黄化合物の発生量とその気候影響の評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2000年 -2001年 

  代表者 : 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄

   

  硫酸エアロゾルやその前駆体となるガス状硫黄化合物は、様々な地球規模大気環境問題に関連し、大きな役割を果たしている。特に硫化カルボニル(COS)は、成層圏硫酸エアロゾルの生成に関連し、地球温暖化や成層圏オゾン層の破壊に影響を与えていると考えられている。しかし、現在のところ、成層圏硫酸エアロゾルの生成に対するCOSの寄与の大きさについては十分に評価されていない。また、都市域、特に発展途上国の人間活動に伴うCOSやCOSの前駆体である二硫化炭素(CS2)の発生量の評価はきわめて不十分である。 以上の点を背景として、本研究では、成層圏硫酸エアロゾルの生成に対するCOSの寄与を再評価するとともに、ゴミ埋立地からの還元性硫黄化合物排出量の測定を行った。結果を以下にまとめる。 ・成層圏硫酸エアロゾルの生成に対するCOSの寄与が成層圏オゾン層の破壊によって大きくなっていることを明らかにした。 ・ゴミ埋立地からの排出量を測定した結果、混合ゴミ埋立地からのCOSやCS2の排出量が、焼却灰埋立地と比較して格段に大きいことを明らかにした。 これらの結果が示唆することは以下の点である。すなわち、焼却処理が進んでいる先進国の埋立地からのCOSやCS2の発生量は比較的小さく、成層圏エアロゾルを介した温暖化抑制効果への寄与は小さい。しかし、開発途上国においては、一般に適切な水処理やゴミ埋立が行われておらず、これらの過程に伴う硫黄化合物の発生量は先進各国よりも格段に大きいことが予想される。途上国が多く存在する熱帯域においてはCOSの成層圏への鉛直輸送や成層圏におけるCOSの光解離が活発に起こり、成層圏硫酸エアロゾルの生成に大きく寄与している。今後、熱帯域におけるCOSやCS2等硫黄化合物の濃度や発生量などの実測が必要である。
• 北極エアロゾルとオゾン・雲との相互作用およびその気候影響に関する研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1999年 -2001年 

  代表者 : 山内 恭, 遊馬 芳雄, 塩原 匡貴, 和田 誠, 原 圭一郎, 山形 定, 平沢 尚彦, 長田 和雄

   

  北極域における対流圏エアロゾル、特に「北極ヘイズ」の特性や挙動を調べ、放射に対する役割、さらには雲の生成過程やオゾンの消滅過程におよぼす影響を明らかにすることが目的である。 以前より大気観測を続けているスバールバル、ニーオルスン観測基地にて、エアロゾル・雲観測の確立をはかった。粒子数濃度測定や散乱係数の測定、凝結粒子測定、フィルターサンプリングを進めた。またリモートセンシングとしてスカイラジオメータによる光学的厚さや天空光測定、マイクロパルスライダーによるエアロゾル・雲の鉛直分布測定、降雪粒子測定等を、これまでのレーダやマイクロ波放射計による測定と併せ進めた。これらの結果から、雲が生じている場合のエアロゾル量に違いがあること、異なる空気塊により、雲粒が少ない場合と、大雲粒付雪結晶が見られる場合があった。また、雲の出現頻度についての統計、通年のエアロゾルの挙動とその光学的特性の変動が明らかにされた。 地上オゾンの連続測定も継続し、春季の地上オゾン急減とエアロゾル等の変動との関係を調べ、海面境界層内でのハロゲン化学や海塩粒子変質とオゾン減少とに興味ある関係が得られた。 北極対流圏エアロゾルと放射の総合観測(ASTAR 2000)を航空機と地上で同期して実施した。航空機からはサンフォトメータ測定やエアロゾルの数濃度、散乱・吸収係数測定、フィルターサンプリングを行い、地上観測と比較した。また、ゾンデや係留気球からもエアロゾル等の鉛直分布を測定した。さらには、人工衛星SAGE-IIによる観測とも対比した。一方、気象データ、気象客観解析データの解析を行い、循環場の情報や大気の流れを調べた。2000年3月から4月にかけて6週間にわたる集中観測を実施し、延べ80時間、19回の飛行プロファイルを取得し、濃い北極ヘイズの層を含む貴重なデータが得られた。北極域気候モデルにこのデータを組み入れ、放射強制力等の評価を行っている。 その他、2002年3月、北極海横断航空機大気観測(AAMP 02)に参加し、双発ジェット機にサンフォトメータやエアロゾル測定器を搭載し、北極海上空の成層圏で極渦内外の水平分布や、アラスカ・バロー地域やスバールバル近傍での高度分布を取得した。
• 準実スケールの人工雲を用いた地球温暖化・酸性化に関わる雲物理・化学複合過程の解明

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1999年 -2001年 

  代表者 : 播磨屋 敏生, 山形 定, 高橋 庸哉, 村本 健一郎

   

  雲形成過程の解明--準実スケール雲物理実験設備を使用して,人工的に形成された雲に関する一連の雲物理過程についての研究を行った.空気塊が上昇するにつれて,相対湿度が増加し,含まれているエアロゾルが活性化し,その後凝結成長して雲粒になった様子を実測例ではじめて示すことができた.他方,形成された雲粒粒径分布に影響を与える各因子の効果も実測ではじめて示すことができた.そして雲形成過程の解明のために雲物理実験設備の有用性が実証された.立坑実験においては,影響因子を完全に制御できるわけではないので,雲粒成長の数値モデルを作成し,これらのパラメータを個々に変化させ,形成される雲粒粒径分布に対してそれぞれが与える影響について広範囲の因子領域に渡って考察した.上記の実験結果について,自然大気中の雲形成過程でも実際に起こっていることを確認する必要があるだろう.そこで我々は,雲底下のエアロゾル数濃度と雲内の雲粒数濃度との関係を定量的に調べることを目的として,同時期に航空機観測も行った.それによると,エアロゾル数濃度が増加すると雲粒数濃度が増加することがわかった. 酸性雨の解明--酸性雨の形成を理解するには,雲粒時,雨滴時,雪粒子時の3つの降水粒子形成過程における機構を考えなければならない.まず最初に雲粒時においてだが,実大気中の観測では,海洋上で船舶を用いて,海霧について研究した.次に立坑実験設備を用いて,亜硫酸イオンの酸化実験を行った.430m高度差のある坑頂に到達するまでには酸化反応が進んだ.その速度は実験室のバルク溶液で行った実験から得られる反応速度に比べると非常に速いものであった.次に雪粒子時においてであるが,立坑実験設備には冷却設備がなく,現状では行うことができない.重要な研究課題と考えられるので,降雪粒子のガス掃去に関する室内実験と野外観測の結果をレビューした.
• 多成分粒子系エアロゾルモデルの放射特性の評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2000年 -2000年 

  代表者 : 太田 幸雄, 山形 定, 村尾 直人

   

  札幌および長崎県五島列島福江島において、大気エアロゾルをテフロンフィルターおよび石英繊維フィルター上に捕集し、化学成分分析を行ってその組成解析を行った。さらに積分型散乱計および吸収光度計を用いて散乱係数および吸収係数の同時測定も行った。またインパクターを用いてエアロゾルを捕集し、電子顕微鏡解析を行い、引き続き水透析法を用いて電子顕微鏡解析を行うことにより、混合粒子の存在割合についても実態解析を行った。以上の観測結果より、大気エアロゾルを黒色純炭素、有機物、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、海塩および土壌粒子の6成分から成るものとし、さらに混合粒子の存在も仮定して、各成分粒子系に対して様々な粒径分布を与え、さらに混合状態として外部混合および内部混合状態を仮定して、ミー散乱理論に基づき散乱係数と吸収係数を算出した。算出された散乱係数および吸収係数と、同時に実測された測定値とを比較した結果、微小エアロゾルに対して、外部混合状態を仮定し、個数表示の対数正規分布形として幾何平均半径が0.046μm、幾何標準偏差が1.7の場合に、計算値と実測値が最も良く一致した。 以上のことから、多成分多分散粒子の集合体である大気エアロゾルに対して、光学的に最適のモデルとして、各成分粒子系を対数正規分布とし、黒色純炭素、有機物、硫酸アンモニウムおよび硝酸アンモニウムに対しては個数表示の幾何平均半径を0.046μm、幾何標準偏差を1.7、一方、海塩および土壌粒子に対しては幾何平均半径を0.49μm、幾何標準偏差を2.15とするモデルを選定した。
• 放射影響評価のための多成分粒子系エアロゾルモデルの構築

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1999年 -1999年 

  代表者 : 太田 幸雄, 山形 定, 村尾 直人

   

  大気エアロゾルの地球温暖化抑制効果を定量的に評価するためには、地球上の様々な地域におけるエアロゾルの放射特性(粒径分布と複素屈折率、あるいは散乱係数と呼吸係数)の把握が不可欠である。本研究ではこれまで、エアロゾルを多成分粒子の集合体とみなし、ミー散乱理論計算によりエアロゾルの散乱・呼吸係数を算出する手法の開発を行なってきた。しかし本方法はあくまでも計算による方法であるので、本研究班では平成11年度に、札幌の北大工学部屋上において、4時間程度の短時間での大気エアロゾルのフィルター捕集と、積分型ネフェロメーターと吸収光度計を用いた散乱係数および呼吸係数の同時観測を行い、それらの測定値と、化学組成分析結果から算出された値との比較検討を行なった。 その結果、まず、各成分粒子系の粒系分布についてはこれまで本研究班によりカスケートインパクターなどを用いて測定してきた各成分粒子の粒径分布を与え、各成分粒子が各々独立に存在すると仮定した場合(外部混合状態)、および混合粒子(煤を核とし、その上に硫酸イオンあるいは有機物の殻をもった粒子)の存在割合が50%の場合(50%内部混合状態)について算出された体積散乱係数は、積分型ネフェーメータによる実測値の1.5〜2倍以内であることがわかった。一方、同様にして算出された体積呼吸係数は、粒径分布と混合粒子の存在割合によって^^+__-50%の違いを生じることがわかった。今後やはり特に混合粒子の実測が重要である。
• 長大立抗を用いた雲の汚染・変質過程の実規模実験研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1997年 -1999年 

  代表者 : 太田 幸雄, 福山 力, 山形 定, 村尾 直人, 内山 政弘

   

  本研究では、酸性雨生成の最も基本的な過程である大気汚染物質の取り込みによる雲粒の酸性化過程について、岩手県の釜石鉱山日峰鉱中央立坑(観測深度430m)を用い実規模での実験的検証を行った。 本年度は、まず立坑の坑底(高度250mレベル)から、産業用の加湿器を用い、水酸化ナトリウム粒子および亜硫酸水素ナトリウム粒子を噴霧した。発生・噴霧したエアロゾルの粒径は0.02〜5μmで、最多粒径は0.1〜0.5μmであった。また、坑底で噴霧したエアロゾルの約3〜5.5%が坑頂に達していた。エアロゾルを添加しない場合の雲粒の粒径分布は最多粒径が7μmであり、坑底でエアロゾルを添加した場合には、坑長で観測される雲粒の粒径分布は大粒径側に広がるが、最多粒径変化しなかった。 次に、個々の雲粒の採取および分析を行った。すすを付着させたテフロンベルトを回転させ、雲粒を慣性衝突により付着させた。サンプリング後アルゴンイオンスパッタリングで白金パラジウムコーティングを行い、走査型電子顕微鏡により観察し、エネルギー分散型X線分析装置で元素分析した。その結果50%以上の雲粒が、噴霧したエアロゾルを含んでいたが残りの粒子は炭酸カルシウム等を含んでおり、炭酸カルシウム粒子あるいは表面に炭酸カルシウムを含む鉱物粒子も雲核として作用している可能性があることがわかった。 亜硫酸水素ナトリウムエアロゾルを坑底より噴霧・注入した場合、坑底および坑頂での雲粒中の亜硫酸イオンと硫酸イオンの比はほとんど同じで、光のない立坑内では亜硫酸から硫酸への酸化はほとんど進行しないことがわかった。このことは、照射装置を立坑内に導入することにより、実規模での雲粒内光化学反応実験が可能となることを示唆している。
• シベリア湿原における大気環境汚染調査と環境影響の評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1997年 -1999年 

  代表者 : 太田 幸雄, 深沢 達矢, 村尾 直人, ラステガエフ I, シシキン Y, マカロフ V, 山形 定

   

  今年度も過去2年間に引き続き、1999年12月までの予定でヤクーツクおよびチクシの郊外において大気エアロゾルのサンプリングを継続している。1999年の9月にヤクーツクに赴き、サンプリングシステムの点検・整備を行い、またチクシのサンプリングシステムについても担当者と討論・検討した。エアロゾルサンプルを北海道大学に持ち帰り、化学組成分析を行った。これまで2年間の結果と合わせて考察したところ、特にチクシにおいて冬季〜春季にかけて黒色純炭素、有機物および硫酸イオン成分の濃度が増加しており、また鉛、亜鉛、銅、マンガン、砒素等の重金属成分(汚染成分)の濃度も同時期に大きく増加してしいる。これらの結果からチクシにも確実に北極ヘイズが到来しているることが明らかとなった。また、昨年までに調査したノリリスク、チクシおよびヤクーツク土壌中の硫酸イオンおよび重金属成分の沈着蓄積量を算出した。次に、ノリリスクの工場群から排出された二酸化硫黄ガスについて、大気拡散モデルによる計算を行い、ノリリスクを中心とする500km四方の水平濃度分布を算出した。この結果を基に硫酸イオンエアロゾルおよび重金属エアロゾルも二酸化硫黄の濃度に比例して分布するものとし、硫酸イオンおよび重金属成分の乾性沈着量について計算したところ、硫酸イオン成分については計算値が実測値に比べて数倍〜50倍となりほぼ乾性沈着により沈着・蓄積量が説明できるが、重金属成分については数10分の1〜数100分の1となり、乾性沈着による寄与は非常に小さいことがわかった。すなわち、硫酸イオン成分は二酸化硫黄ガスの乾性沈着により沈着・蓄積されているが、重金属成分については恐らく湿性沈着により沈着・蓄積されているものと思われる。
• 化学組成分析に基づく対流圏エアロゾルの放射特性の評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1998年 -1998年 

  代表者 : 太田 幸雄, 山形 定, 村尾 直人

   

  これまで、対流圏エアロゾルの放射特性(体積消散係数、体積散乱係数、散乱の角度分布関数等)を、エアロゾルの化学組成分析結果に基づいて算出する手法を開発してきた。本研究では、この手法の妥当性を検証するために、エアロゾルのフィルター捕集時に直達日射・散乱日射の同時観測および積分型ネフェロメータによる体積散乱係数の同時測定を行った。すなわち、これらの光学的実測値と、フィルター捕集されたエアロゾルの化学組成分析結果に基づいて算出された値との比較・検討を行なった。対流圏エアロゾルを、黒色純炭素、有機物、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、海塩粒子および土壌粒子の6種類の単一成分粒子群と、黒色純炭素を核としてその上を硫酸アンモニウムの殻が覆っている混合核の7種類の粒子群から成るものと仮定した。なお、この混合核が全くない場合と、大気中に浮遊する黒色純炭素の半分と硫酸アンモニウム粒子の半分とが混合核を形成している場合、および大気中に浮遊する全黒色純炭素と全硫酸アンモニウムおよび黒色純炭素と同体積の有機物粒子により混合核が形成されている場合、の3種類の混合状態を考えた。また各成分粒子の粒径分布として3種類の粒径分布を仮定した。散乱日射量と直達日射量との比(直散比)について、実測値と、化学組成分析に基づいて算出されたものとの比較検討を行なったところ、実測値を良く再現する場合として、混合状態と粒径分布についての様々な組み合わせが得られてしまい、直散比から、混合状態および粒径分布の最適値を独立に推定することはできなかった。また、積分型ネフェロメータについては、吸引流量が小さ過ぎることがわかり、今後の改良が必要であることが分かった。
• 1つ1つの雲粒に含まれる化学種解明のためのサンプリング・分析手法の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1997年 -1998年 

  代表者 : 山形 定

   

  航空機用雲粒サンプラーおよび航空機搭載時に必要となるサンプラーカバーを作製した。このサンプラーは前年度に試作し、良好に動作した地上用雲粒サンプラーと同一原理で設計されている。今年度は雲を対象とした航空機観測が実施されなかったため、このサンプラーを実際航空機に搭載させ、雲粒のサンプリングをおこなうテストは実施できなかった。今後の観測に柔軟に対応するために、サンプラーカバーには汎用性を持たせ、プラッドホームとなる航空機が異なっても搭載できるような形とした。 雲粒痕跡内に存在する粒子中に硫酸イオンが存在するか否かを判定するためにサンプリング面への試薬薄膜の採用を検討した。いくつかの薄膜を実験室内で試験した結果、ポリビニルアルコールに塩化バリウムを含んだ薄膜をサンプリング面に用いると硫酸イオンを含む雲粒の痕跡のみ周辺にリング状の析出が見られた。これにより、昨年度X線分析では判別きなかったと考えられる硫酸イオンの検出が可能になった。また、雲粒径と痕跡径との関係を求め、雲粒内化学成分と同時に雲粒径も測定できるようにした。 昨年度同様、地上用サンプラーを用い釜石鉱山の立坑を利用した雲実験施設でテスト観測をおこなった。立坑底部で硫酸ミストを発生させた時に坑頂部で生成する雲粒をこの複合膜を用い観測した結果、硫酸イオンを含む雲粒と土壌粒子を含む雲粒ではそれぞれの粒径分布が異なることを明らかにした。
• 都市の人間活動に由来する還元性硫黄化合物の発生量とその気候影響の評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1997年 -1998年 

  代表者 : 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄

   

  COSやCS_2などの還元性硫黄化合物は、大気中で硫酸粒子に変換され、温暖化抑制効果をもつことが知られているが、ごみ埋立地や下水処理場、富栄養化した湖沼・沿岸海域など、人為起源発生量の見積もりは不十分なままになっている。本研究では、人間活動に由来する還元性硫黄化合物の発生量の把握とその気候影響の定量的評価を最終的な目的として、還元性硫黄化合物のサンプリング法および測定法の開発および各種発生源での排出量調査を行った。 還元性硫黄化合物のサンプリング・測定法については、大気濃度を分析するのに必要な3l程度の大気捕集および分析成分の回収が、吸着・熱脱離法によって適切に行われるかどうかを検討した。その結果、試料捕集管をドライアイスによって冷却することによって、十分な捕集効率、回収率が得られること、さらに、24時間程度の保存が可能であることがわかった。このことから、吸着・熱脱離法は近郊での野外測定に適用可能であると考えた。 以上の方法を用いて、一般大気中(北大工学部屋上)および沿道での還元性硫黄化合物の濃度変動、また下水処理場、埋立地での排出量調査を行った。その結果、(1)一般大気中のCOS、CS_2濃度はおおむねバックグラウンド値に近いが、しばしばその2倍程度の高濃度が測定され、都市内の発生が示唆されること、(2)自動車からの排出量は比較的小さいこと、(3)下水処理(最初沈殿池、曝気層、沈砂池からの排気)からのCOS、CS_2排出量も年間、それぞれ3、0.4kg程度と比較的小さいこと、(3)ごみ埋立地からの硫黄化合物の排出量はきわめて大きく、重要な発生源であるが、多量の妨害物質があり、サンプリング・分析方法を再検討する必要があること、がわかった。
• 実験室スケールでの雲の生成とそのキャラクタリゼーション

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1996年 -1996年 

  代表者 : 山形 定

   

  内径360mm,高さ1000mmのアクリルパイプを内管とする二重管構造をもつ室内雲チャンバーを作成した。チャンバー内は循環冷却水によって5〜15°Cに冷却され、内部に湿潤空気とエアロゾルが供給される。チャンバー内温度を5°Cにした時、90°Cの水蒸気飽和空気とエアロゾルを含む実験室内空気を導入するとチャンバー内に微水滴が生成することをレーザー光の散乱で確認した。 大気中の存在する土壌粒子が雲粒内に取り込まれるかどうかを検討するために、関東ローム試験用ダストの微粒子を流動床粒子発生装置で発生させ、雲チャンバー内に湿潤空気とともに導入した。関東ローム試験用ダストの場合は、ダストをチャンバー内に数十分滞留させた後に湿潤空気を導入すると微水滴が形成されることがわかった。雲粒サンプリング用に作成したインパクターを用い、この微水滴をウォーターブルー色素を塗布したフィルム上に捕集し顕微鏡観察したところ、微水滴内に土壌粒子が存在していることが確認された。 この事実は、試験管内で土壌粒子が亜硫酸イオンの光酸化速度を促進するという知見とあわせて考えると、極めて重要な意味を持つ。すなわち、大気中の雲粒は亜硫酸イオンの酸化など、さまざまな反応の場となっていることがフィールド観測や計算機シミュレーションなどから指摘されているが、本研究結果はそのプロセスに土壌粒子が関わっていることを示唆している。このことは、土壌粒子が雲粒内で種々の反応を引き起こし、大気中の化学組成に影響を与えるばかりでなく、水溶液反応で土壌粒子からさまざまな鉱物成分が溶出し、その成分が海洋の生態系へ影響を与える可能性も含んでいる。今後、大気中の雲粒内の土壌粒子分布を明らかにする必要がある。
• 都市活動に由来する大気汚染微粒子の地球温暖化抑制効果の評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1994年 -1996年 

  代表者 : 太田 幸雄, 山形 定, 芳賀 哲也, 松尾 直人

   

  大気浮遊微粒子は日射を散乱・吸収することにより地球の熱収支を変化させており、特に都市活動に由来して多量に排出される硫酸塩粒子と有機物粒子の増加が、地球の温暖化を抑制しているのではないかといわれている。ただしこの抑制の度合いは、特に大気浮遊微粒子全体の日射吸収特性に大きく依存しており、地球上さまざまな地域での大気浮遊微粒子の吸収特性を把握することが重要である。本研究では、西太平洋域の海洋上大気浮遊微粒子の吸収特性を明らかにすることを目的として、沖縄本島の辺戸岬において大気浮遊微粒子を一カ月毎に連続捕集し、その化学分析を行って組成を明らかにし、組成分析結果から吸収特性を算出した。また、硫酸塩粒子および硝酸塩粒子の前駆物質である二酸化硫黄ガスおよび硝酸ガスの濃度測定も行った。その結果沖縄海域における粒径2μm以下の大気浮遊微粒子は、ほぼ黒色純炭素、有機物、硫酸、硝酸、塩素、アンモニウム、海塩起源陽イオンおよび土壌粒子成分で構成されており、その総重量濃度は3〜11μg/m^3であること、中国大陸からの輸送が卓越する春季には、土壌(黄砂)成分の他に、都市活動等により排出された硫酸成分や、有機物成分、煤成分が多量に含まれていること、一方夏季には小笠原気団に覆われ、総重量濃度が低く、さらに煤成分や土壌成分の濃度も低いが、ただしバナジウム、ニッケル、銅等の人間活動に由来する成分の存在比が高いことから、低濃度ではあるが西太平洋域において人間活動に由来する微粒子が広範囲に輸送拡散され分布していることがわかった。 以上の観測により得られた組成分析結果から吸収特性を表す単一散乱アルベドを算出したところ、夏季に0.95、冬季に0.90、年平均値が0.92であり、この結果から、沖縄海域の大気浮遊微粒子は、吸収性が小さく(散乱性が強く)、その増加に伴って地球温暖化を抑制する効果の大きい浮遊微粒子であることがわかった。
• 雲内における土壌粒子エアロゾルの雲粒内・雲粒間分布

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1995年 -1995年 

  代表者 : 山形 定

   

  従来より用いられているエアロゾル-ガスサンプリング装置に接続可能な雲粒サンプリング用のインパクターを作成した。これを用いることで、雲・霧内で液相成分の雲・霧粒、雲粒間に存在する微粒子、およびガスを同時に分析することが可能となった。 インパクターは2段になっており、それぞれの50%粒子カット径は、計算上10μm、2μmとした。ただし、単一粒径の粒子発生装置がないため、正確な50%カット径は求めていない。 この装置を用い、岩手県の釜石鉱山の廃坑となった立坑内に発生している雲をサンプリングした。立坑では海抜250m地点から空気が断熱的に膨張しながら海抜680m地点まで上昇する。サンプルは、雲生成前の気塊、雲生成直後の気塊、雲生成から10分程度経過後の気塊とした。また、立坑内に流入してくるエアロゾルをモニターするため、雲粒-エアロゾル-ガスサンプラーとは別に、全粒子状物質をサンプリングし、その重量を測定した。 釜石鉱山立坑内のエアロゾル重量は数μg/m^3と、札幌市内などの都市部に比べると1/10程度以下であることがわかった。このことは、立坑を巨大な雲チャンバーとみなし、種々の実験を行なうことが可能であることを示している。このようにエアロゾル濃度が低いこと、雲を含む気塊に対して2時間程度のサンプリングしか行なわなかったことから、現在の分析環境では土壌粒子の直接検出は不可能と考えられた。そこで、実際の大気中で土壌粒子と同一粒子を形成していることもある硫酸などの水溶性成分の分析を、検出限界の低いイオンクロマトグラフィーで行なった。その結果5回サンプリングしたうちの4回では、硫酸エアロゾル量は雲発生と同時にその90%程度が雲水中に取り込まれていることがわかった。
• PANの濃度変動からみた東アジア地域からの窒素酸化物の流出

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1995年 -1995年 

  代表者 : 村尾 直人, 山形 定, 大田 幸雄

   

  PAN(Peroxyacetyl Nitrate)は、対流圏や大陸規模など広域の光化学過程や大気汚染物質の長距離輸送の評価に最適な物質である。本研究では、PANとともに大気中の長距離輸送に関連する各種汚染物質の測定を行い、1990年度冬期〜春期に観測されたPANの高濃度現象との関連を明らかにすることを第一の目的とした。まず、PANの濃度変動と関連する汚染物質として特に重要な炭化水素について、試料補集法および分析法を検討した。すなわち、試料の補集・分析法として常温吸着・熱脱離法を検討し、標準ガスを用いた再現性試験、保存性試験等の試験を行った。その結果、補集管は0℃に冷却することによって十分な補集効率および回収率が得られ、三日程度の保存が可能であることが分かった。このことから、常温吸着・熱脱離法はフィールド測定に適用可能であると考えられる。以上の結果をもとに、2月下旬より札幌郊外の手稲山山頂(高度1,000m)で観測を開始している。観測項目は、PAN、炭化水素、エアロゾル、オゾン、SO_2である。 次に、PANの濃度変動の要因、輸送過程を明らかにすることを目的とした輸送・反応モデル解析および流跡線解析を行った。まず、輸送・反応モデル解析を用いて、人為起源汚染物質の排出がPANの濃度変動に与える影響を検討したところ、NO_xとともに炭化水素、特にアルカン類排出の影響が大きいことが示された。したがって、東アジア地域の光化学環境を理解し予測するためには、今後NO_xとともに炭化水素排出量の正確な把握が不可欠であると思われる。一方、1990年度冬期〜春期に観測されたPANの高濃度現象に関する流跡線解析では、高濃度気塊が多くの場合、中国北部から一定高度で輸送されていることが示された。
• シベリア湿原都市域における大気環境汚染の現況と対策に関する研究

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1994年 -1995年 

  代表者 : 太田 幸雄, クーシェフ M., レフチェンコ G., マカロフ V., 山形 定, 村尾 直人, レフチエンコ G.

   

  本研究では、平成5年の夏季から、ロシア連邦サハ共和国ヤク-ツク市、チクシー市およびロシア共和国クラスノヤルスク州ノリリスク市において、大気中の浮遊微粒子(大気エアロゾル)および二酸化硫黄(SO_2)、硝酸(HNO_3)および塩化水素(HC1)ガスの半月ないしは一月ごとの連続サンプリングおよび分析を行っている。大気エアロゾルはテフロンフィルターおよび石英繊維フィルターにより捕集しており、一方ガス成分については、各々のガス成分に対する反応試薬を含浸させたろ紙により捕集をおこなっている。ヤク-ツク永久凍土研究所のマカロフ、レフチェンコおよびノリリスク実験センターのク-シェフが、現地でのサンプルの交換およびサンプラーのメンテナンスを行っており、我々(太田、村尾、山形等)も平成5〜7年の夏季にヤク-ツク、チクシー、ノリリスクを訪れ、サンプラーの整備・点検を行い、サンプリングの問題点等についても検討・討論を行ってきた。また、夏季にハバロフスク市、ヤク-ツク市およびノリリスク市において、分子拡散サンプラーにより大気中のSO_2およびNO_2濃度分布の測定も行った。さらに、平成7年の夏季には、ヤク-ツク、チクシー、ノリリスクの市内および郊外の数地点において、土壌を採取し、実験室(札幌)に持ち帰った。現在それらの土壌中の酸性成分および重金属成分を分析中である。 これまでの測定結果では、まず、夏季の各都市域でのSO_2およびNO_2濃度は、ハバロフスク市およびヤク-ツク市では、どちらの濃度も札幌市の郊外程度の比較的低い濃度であった。一方ノリリスク市では、NO_2濃度はやはり札幌市の郊外程度の低い濃度であったが、SO_2濃度については非常に高く、平成5年の夏季には11〜44ppbvの濃度となり、さらに平成7年の夏季には、大気が安定な状態にあったために恐らく200ppbv程度という非常な高濃度を示した。これは、ノリリスク市がロシアにおける最大のニッケルおよび銅の選鉱・精錬都市であり、硫化ニッケルおよび硫化銅等の鉱石からの精錬の際に発生する多量の二酸化硫黄が、その後まったく除去されずに大気中に放出されているためである。ノリリスク市近辺の森林はこの大量に排出されるSO_2のためにかなり枯死しており、今後の排出源対策が必須である。 大気エアロゾルの各成分濃度については、フィルター捕集されたエアロゾルサンプルを札幌まで持ち帰り、化学分析を行った。その結果、ヤク-ツクでは、微小粒子(粒径2μm以下の浮遊微粒子)はほとんど黒色純炭素と有機物のいわゆる炭素微粒子で構成されており、その大気中の濃度はほぼ札幌と同程度の値を示していた。これは、ヤク-ツク市内の一部で石炭炊きボイラーを使用していること、および郊外の別荘地域で薪・柴を暖房厨房に使用しているためと思われる。一方、チクシー市の郊外での微小大気エアロゾルの濃度は、ヤク-ツク市に比べて十分の一程度の低濃度であったが、成分的には、有機物と硫酸イオン成分が多く、またそれらの濃度が冬〜春季に増加していた。これは、同時期に北極海周辺に発生する煙霧層(アークティックヘイズ)の流入があるためではないかと思われる。ノリリスク市内における微小大気エアロゾル濃度は、札幌市内とほぼ同程度の濃度であるが、その中に占める硫酸イオン成分の濃度が非常に高い。これは、上述したようにニッケルおよび銅の精錬過程において硫酸粒子が大量に排出されているためと考えられる。 大気中のガス成分の連続測定結果では、ヤク-ツク、チクシー、ノリリスクともに硝酸および塩化水素ガス濃度は札幌の郊外以下の低濃度であった。一方二酸化硫黄ガス濃度については、冬季に炭酸ナトリウム含浸ろ紙による捕集効率が極端に低下することが分かった。これは、シベリアの冬季においては、大気中の絶対湿度(総水蒸気量)が非常に低下するためであると思われ、現在、多孔質の二重テフロン管を用いた加湿装置を取り付けて、捕集効率の改善を図っている。 今後、土壌分析をも含めたこれらの分析結果と流跡線解析および発生源データを基に、ノリリスクを始めとするロシア・シベリアの工業地帯から排出された汚染物質が、長距離輸送された結果、北極圏の環境に及ぼす影響の評価を行っていく予定である。
• ネットワーク構造をもつ光触媒による小分子有機物の活性化

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1993年 -1993年 

  代表者 : 山形 定

   

  1.ネットワーク構造をもつ光触媒としてTiを骨格に含むゼオライトであるTS-1を、従来よりも結晶性良く短期間で合成することに成功し、従来法で合成したものと同様に光触媒活性を持っていることを確認した。 2.ネットワーク構造を持つ光触媒を用いて小分子を活性化し、さらに選択的に生成物を得るためにはこれらの小分子をネットワーク内の活性点で反応させることが必要である。本研究ではゼオライト外表面の活性点を同じ構造を持ちTiを含まないザオライトであるシリカライトで被覆することにより小分子のふるい分けを試みた。被覆により細孔内に侵入できると考えられるエチレングリコールも反応しなくなった。このことはシリカライト被覆が小分子の細孔内活性点へのアクセスをも不可能にしたことを示しており、次のような解釈が可能である。 (1)反応を水溶液内で行なっていることから、分子がゼオライトの細孔径より小さくても水和などのため細孔内にはいれない。 (2)被覆がゼオライト表面の活性点だけにとどまらず、ゼオライト細孔部分にも起こり、小分子も細孔内にアクセスできなくなった。 3.今回得られた結果より、TS-1の光触媒反応選択性を見るためには反応基質が単分子状態で存在する気相で反応を行わせることが必要である考えられる。気相で分子サイズの異なる物質の反応性をみることでシリカライト被覆が適正に行われているか否かの判断が可能となるであろう。 4.気相では熱を活性化エネルギーとして用いる通常の触媒反応がゼオライトに関しても数多く研究されている。これまでにそこで蓄積された研究結果と光触媒での結果を比較検討することにより、TS-1などのネットワーク構造をもつ光触媒に関する知見が深まると期待できる。
• PANの測定による対流圏光化学反応過程の評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1993年 -1993年 

  代表者 : 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄

   

  本研究では、対流圏や大陸規模など広域の光化学過程や大気汚染物質の長距離輸送に関する評価物質であると考えられるPAN(Peroxyacetyl Nitrate)について、その連続測定が可能となるような測定方法の自動化を行うとともに、モデル計算によって濃度変動の要因およびその時間・空間規模を明らかにすることを目的とした。 測定方法の自動化では、標準ガスを用いた再現性試験等、測定装置に関する各種の試験を終えた。測定装置は10ポートバルブ(温度コントロール付き)付ガスクロマトグラフ、インテグレータ、ポンプ等の外部装置を制御するコントローラからなり、一定時間おきに試料の導入、分析、定量を自動的に行うことができる。 一方、モデル計算では、経度-高度の2次元大気輸送・化学モデルの構築を行い、地域規模あるいは大陸規模といった空間スケールで起こるPANの濃度変動について検討を行った。計算結果をこれまでの観測結果と比較すると、冬期〜春期にかけての高く、夏期〜秋期にかけて低い濃度となる季節変動は再現できたが、定量的には高濃度がより高く、低濃度がより低い結果となった。また、北半球中緯度帯のPANの高度-経度分布は、気温および一次汚染物質の発生源の位置により形態が決定され、季節変動は汚染物質の大気中濃度と日射量、気温のバランスにより決定されていると考えられる。具体的には、冬季にはヨーロッパ、アジア、アメリカで濃度が高く、大陸西岸からその大陸の東方海上にかけて大陸規模の濃度変動が見られるが、夏季はヨーロッパや北アメリカ大陸東部など汚染物質の発生源の近傍に濃度が高い領域が限られた。また、対流圏におけるPAN濃度の変動は対流圏内の各種化学種濃度に影響を及ぼしていることが示された。
• 東アジア地域における硫黄酸化物の収支

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1992年 -1992年 

  代表者 : 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄

   

  本研究では、これまでに開発した東アジア地域を対象とした酸性雨モデルを用いて、日本域における硫黄酸化物の収支を求めるとともに、日本各地で観測される硫黄酸化物の沈着量に対する各種発生源(国外発生源、国内発生源、火山(桜島))の寄与を明らかにすることを目的とした。 各種発生源の寄与では、(1)すべての発生源を含む計算、(2)火山からの排出を取り除いた計算、(3)国外発生源および火山からの排出を取り除いた計算、を行い、それぞれの計算結果の差から、各種発生源の寄与を日本各地について求めた。冬期に関する結果では、(1)太平洋側の諸都市での沈着量は小さいが国内発生源の寄与が最も大きいこと、(2)火山からのSO_2排出の影響はいづれの地点においても小さいこと、(3)国外発生源の寄与は特に日本海側で大きく70%以上の値にもなること等が得られた。また、将来の経済発展に伴う排出量増加の影響を予測する目的で、国外発生源からの排出量を2割増した場合の日本各地の沈着量の増加割合を求めた。その結果でも日本海側の地点での沈着量増加が大きく、この地域では海外発生源の増加にほぼ等しい沈着量の増加があることがわかった。逆に太平洋側での増加は5%以下で、その影響は小さい。 日本域での硫黄酸化物の収支推定からは以下の3点が明らかとなった。すなわち、第一に、大陸からの汚染物質の流入は年間を通じてあり、降水量の分布・季節変動によって特にその影響が冬期の日本海側に強く見られると考えられること、第二に、本邦地域での沈着と排出によって、いずれの月においても流入量とほぼ同量が太平洋に流出していること、第三に、大陸からの流入は高低気圧の通過が多い春期に最も大きい値となっていることである。
• 人為起源大気エアロゾルの増加が地球温暖化に及ぼす影響の評価

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1991年 -1991年 

  代表者 : 太田 幸雄, 山形 定, 村尾 直人

   

  本研究では、まず地球大気中のエアロゾルを、北極圏大気エアロゾル、陸上(大陸性)大気エアロゾル、北半球海洋大気エアロゾル、南半球海洋大気エアロゾルおよび南極大気エアロゾルの5つのタイプに区分した。次にこれまでに世果各地で様々な研究者により行われてきたエアロゾルの成分測定結果について文献調査を行い、さらに本研究班が小笠原諸島や北海道ニセコ山麓で行ってきた成分測定結果をも合わせて、上記の5つのエアロゾルについて組成分析結果に基づきその光学特性を与えた。また、これまで行われた光学的厚さの測定結果を基に地球規模での大気エアロゾルの分布を得た。以上のエアロゾル分布に対して、放射伝達方程式を解いて大気上端での太陽放射反射率を求め、ブディコ型の熱収支気候モデルを適用することにより、まず、現在存在している大気エアロゾルが地球の気候に及ぼしている効果を見積もったところ、現存するエアロゾルにより地球は約1℃冷却されていることが分かった。次に、今後の人間活動の拡大の結果として、大気エアロゾルのうち特に煤粒子と硫酸粒子が2倍に増加した場合の影響を予測した。煤粒子のみが全球的に2倍に増加した場合には極域で0.8℃と、熱帯域で0.2℃の気温上昇をもたらすが、一方硫酸粒子のみが2倍に増加した場合には逆に極域で0.3℃、熱帯域で0.1℃の気温低下をもたらし、人為起源大気エアロゾルの増加は地球温暖化に対して無視し得ない影響を及ぼすことが分かった。ただし、以上の計算に用いられた大気エアロゾルの全球分布モデルは散発的な光学的厚さのデ-タに基づいて作成されたものである。それゆえ、現在、人工衛星デ-タを用いた大気エアロゾルの全球分布の推定法についての研究を継続中である。人工衛星NOAAデ-タを用いた北海道沖の海上大気エアロゾル量の推定では実測値とよく合う結果が得られており、今後、この研究を継続して行く予定である。
• 東アジア地域を対象とした酸性雨モデルの開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1991年 -1991年 

  代表者 : 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄

   

  本研究では、まず日本の人為発生源と同程度のSO_2俳出量を持つ火山(桜島)の取り扱いの検討と評価を、次に日本各地における各種発生源からの寄与の見積もりおよび日本域での硫黄酸化物の収支に関する試算を行った。本研究で得られた主要な結果を以下にまとめる。 (1) 桜島の影響:1988年2月、4月に関する流跡線解析結果では、桜島の影響が冬期には小さく、春期のように頻繁に高低気圧が通過する時期に大きいことが示唆された。それぞれの月について、酸性雨モデル計算により、日本各地の硫黄酸化物の沈着量に対する桜島の寄与を求めた。その結果、桜島に由来する沈着量は、2月ではいずれの地点も12(mg/m^2/月)以下と小さい値となったが、4月では、15ー137(mg/m^2/月)となり全沈着量に対する寄与率では、名古屋、大阪、広島、高知で20%を上まわる結果となった。これらの結果に関しては、今後観測結果による十分な検証が必要と思われるが、日本地における酸性物質の沈着に関して桜島の影響が大きいことを示すものとして注目できる。 (2) 日本域での硫黄酸化物の収支推定;1988年2月に関する日本域での硫黄酸化物の月間物質収支を試算した。その結果によれば、硫黄酸化物はSO_2換算で20万トンがアジア大陸側から流入し、22万トンが太平洋側に流出する。日本域では、10万トンが人為発生源により、また、9万トンが火山から排出され、11万トンがこの領域で沈着する。見かけ上、アジア大陸の発生源による寄与はないが、この時期火山からの9万トンはほとんどがそのまま太平洋側への流出量となること等からみて、相当量が本邦地域で入れ代わっていると考えられる。 今後さらに、他の季節に関する解析を進めるとともに、日本各地の酸性物質沈着量に対する大陸起源の汚染物質の寄与を求めることが必要と考えられる。
• 東アジア地域における汚染物質の長距離輸送過程の解析

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 1990年 -1990年 

  代表者 : 村尾 直人, 山形 定, 太田 幸雄

   

  本研究では、中国東部、台湾、韓国、北朝鮮を含む地域を対象として酸性雨現象のモデル化を行い、今後の環境保全対策に資することを目的とした。本研究で得られた結果を以下にまとめる。 (1)SO_2沈着量は、乾性及び湿性沈着がほぼ同等に寄与している。一方、SO_4^<2ー>沈着量は湿性沈着の寄与が大きく、その分布は降水量分布を反映したものとなっている。(2)SO_2、SO_4^<2ー>の地上濃度(国内)は、実測値とほぼ一致している。国外の観測デ-タが乏しいため、妥当性の評価はできないが、韓国(ソウル)、中国(重慶)等ではSO_2発生量が極めて高く、地上濃度も10pp以上となっている。(3)冬期の日本海測で、近隣諸国の発生源からの影響が強く見られたが、全体に計算値は実測値よりもかなり小さい値となった。これは、実測値のない日本海域での降水量を陸上の値を参考に与えているため、海域での沈着量を過剰評価しているためと思われる。また、夏期には、我が国への近隣諸国の発生源の寄与は小さいことが示唆された。(4)乾性沈着速度及び洗浄比の酸性降下物量に与える影響は大きく、特に洗浄比は局所的な沈着量に大きな感度を持つ。(5)本研究のような長期モデルでは国内の火山により影響の評価は難しいが、一部の測定点では、その影響が示唆された。 以上のように、実測から示唆されている近隣諸国の発生源からの影響が、本研究において確認され、また、感度解析によりモデルの挙動についても明らかにすることができた。しかし、計算値の妥当性の評価や日本海域でのデ-タの扱い等、検討が必要と考えられる点も少なくない。今後、使用デ-タの変更を含めて、モデルの改良を行う必要があろう。