大気中の黒色炭素（すす）の光学的物性を解明

2023-04-26

気象大気研究部（飛翔体推進センター兼務）の大畑 祥 助教らは、東京大学大学院理学系研究科の茂木信宏助教らの研究グループと共に、太陽放射の吸収を通じた気候強制因子である黒色炭素について、大気放射計算に必要な光学的物性を初めて定量的に評価しました。
燃焼に伴い発生する黒色炭素は、大気中のエアロゾル質量のうち数％以下の過ぎないものの、大気や雪氷面において太陽放射を効率的に吸収することで、大気のエネルギー収支と降水量に影響を及ぼします。現在の大気では、産業革命前に対して全球平均で二酸化炭素・メタンに次いで3番目に大きな正の有効放射強制力を持つとされています。
本研究では、大気中の黒色炭素について、太陽放射の散乱・吸収の効率を決めている基礎物性値である複素屈折率の実部と虚部の範囲を解明しました。実部は物質内での光の速度を決め、虚部は物質内での光の吸収を決める物性値です。 大気から捕集して水に分散させたエアロゾル粒子に複素散乱振幅センシング法を適用することで、系統誤差要因を排除した複素屈折率の評価を初めて実現しました。
本論文は、米国エアロゾル学会のAerosol Science & Technology 誌のHeadline Infographicに選出されました。

論文情報
〈雑誌〉Aerosol Science and Technology
〈題名〉Constraining the complex refractive index of black carbon particles using the complex forward-scattering amplitude
〈著者〉N. Moteki, S. Ohata, A. Yoshida, K. Adachi
〈DOI〉10.1080/02786826.2023.2202243
〈URL〉https://doi.org/10.1080/02786826.2023.2202243

名古屋大学からのプレスリリース
〈URL〉https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2023/04/post-491.html

西部北太平洋上の大気から採取された粒子（エアロゾル）の電子顕微鏡写真の例
硫酸塩粒子（緑矢印）に付着している黒色炭素（すす）粒子（赤矢印）