第3回極域科学シンポジウム/第35回極域気水圏シンポジウム 11月30日（金） 国立国語研究所 ２階ロビ

Murata Isao

Nakajima Hideaki

Saeki Kosuke

Shiraishi Koichi

Tomikawa Yoshihiro

中島 英彰

佐伯 浩介

冨川 喜弘

村田 功

白石 浩一

National Institute of Polar Research Repository

2009 年冬季、スバルバール上空でエアロゾルゾンデ、ライダーにより観測されたMix2 PSC の形成過程  白石浩一 1、中島英彰 2、村田功 3、佐伯浩介 3、冨川喜弘 4 1 福岡大学、2 国立環境研究所、3 東北大学、4 国立極地研究所  Formation process of PSC Mix2 detected by aerosol sonde and lidar over Ny-Aalesund in the winter of 2009  Koichi Shiraishi1, Hideaki Nakajima2, Isao Murata3, Kosuke Saeki3, Yoshihiro Tomikawa4 1Fukuoka University, 2National Institute for Environmental Studies , 3Tohoku University, 4National Institute of Polar Research  The observations of polar stratospheric clouds (PSCs) using Fourier-Transform Infrared Spectrometer (FTIR), Mie-scattering lidar, and Balloon-borne Optical Particle Counter (OPC) were carried out at Ny-Ålesund, Norway (79N, 12E) in three winters of 2008-2010. In the winter of 2009/2010, solid PSCs were frequently detected by lidar and OPC. Solid PSCs classified into “Mix 2” were detected by lidar and OPC on January 8, 2010. The results of trajectory analysis for the detected PSCs and the comparable analysis with measurement of PSCs by CALIPSO lidar suggests that the detected solid PSCs formed over Greenland or the east side of Greenland and might be influenced by mountain lee waves over the Greenland.  １．はじめに  極成層圏雲 (Polar Stratospheric Clouds, 以後 PSCs)は、粒子表面上での不均一反応による塩素原子の活性化や脱窒過程を通して、オゾン層破壊の重要な役割を担っていると考えられている。1990 年代の精力的な研究により、PSC の組成、形成プロセス等について、ある程度知見は得られている。しかし、固体 PSC の組成や形成プロセスには、未だ不明な点が多く残っている。近年両極域で春季顕著なオゾン層破壊が報告されており、オゾン破壊を定量・定性的に評価するうえで、固体 PSC の形成プロセスを明らかにすることは、重要な課題となっている。  我々は、PSCs の組成や形成過程、PSC のオゾン破壊への影響の程度を調べるために、ノルウェー・ニーオルスン (79N,12E)において、低分解能フーリエ変換赤外分光 (FTIR)、エアロゾルゾンデ (OPC)、ライダーを用いた PSCs の観測を 2008～2010 年冬季に実施した。2009 年冬季観測 (2009 年 12 月 29 日～2010 年 1 月 11 日 )では、ライダーにより頻繁に固体 PSCs を検出した。2010 年 1 月 8 日には、Mix2に分類できる高い数濃度の固体 PSCs をライダーと OPC により同時に観測した。検出した PSC のトラジェクトリー解析、CALIPSO ライダーとの比較を行った結果、観測された固体 PSC は、グリーンランド上空または大陸の西側で形成している可能性が強いことが示唆された。発表では、CALIPSO ライダーとの比較解析の結果を中心に、固体粒子の形成過程について山岳波の影響を含めて検討した結果について述べる。   ２．観測装置と CALIPSO データ   観測に使用した OPC は、光源に半導体レーザー (780nm)を使用した側方散乱型エアロゾルゾンデを使用した。粒子は、8 段階に分けて (r<0.15, 0.25, 0.4, 0.6, 1.0, 1.5, 2.5, 3.5μm)、計測を行った。  また、ライダー装置は、光源に YAG レーザーの 1064nm、532nm を利用した。受信は、口径 35cm のシュミットカセグレン望遠鏡で集光し、532nm の射出したレーザーの偏光面に対して平行成分と垂直成分、1064nm の成分に分けて測定した。計測は、フォトンカウント法で行った。解析は、Shibata et al., (1996)のインバージョン法を用いて、2 波長のエアロゾル後方散乱係数を導出した。  CALIPSO データについては、Level 1B Ver3.01 の減衰補正なし後方散乱係数から Fernald のインベージョン法 (Fernald, 1984)により 532nm でのエアロゾル後方散乱係数を導出した。   ３．結果と考察  図 1 に、2010 年 1 月 8 日にエアロゾルゾンデで観測した高度 21-22km でのエアロゾルの粒径分布を示す。エアロゾルゾンデの観測とほぼ同時間帯に実施したライダー観測では、高度 20km から 25kmにかけて Mix2 に分類される固体 PSC を検出していた。粒径分布は、明確な 2 山分布を示し、固体粒子ェンすCA偏いPS北ラ形ラ布体                          10-8100101102103104105106107108109N(>r)(m-3), n(r)(m-3/um)からなると図 2 には、クトリー解ド上空を通る以前に、図 3 には、OLIPSO ライ光解消度の領域で固体C はほとん西岸に位置イダーとエ成された可2009 年冬季ンド上空かしているケ粒子の生成Figure 21-22k8, 2010Figure 2 Hthe air masorbit track 10-7考えられる客観解析デ析の結果 (軌過していた水の氷結温PC の観測ダーでは高い (0.1-0粒子が分布ど検出されした時も、アロゾルゾ能性が強いのニーオルらスバルバースを頻繁に強く影響1 Size distrim observed b. orizontal cros at 21.5km at 0756-081010-Ja21radius(m)大きいモーータ JRA跡マップ。また温度度よりも数時刻に近い、グリーン.18)、固体していたこていない。CALIPSOンデで検出ことを示唆スンでのール諸島やに観測してを与えていbution at they aerosol soss section ofobserved by UT on Janua6 10n. 8, 2010-22kmドは広い25 を用いて)を示す。固履歴は、度低い温CALIPSOランド上空PSC を検出とを意味また、OPCライダーでした固体している観測の期間ロシアのいた。こる結果で height of nde on Janua trajectory mOPC and CAry 8. -5分布幅を示推定した、体 PSC を観測の 6-7度を経験しライダーのから東側のしていた。する。グリで検出しは、偏光解PSC がグリ。  、CALIPSノバヤ・ゼれは、グリはないかとry ap for LIPSO し、Mix2検出した含む空気塊日前の、空ていたこと観測結果をロシアのこれは水平ーンランドた固体 PSC消度の増ーンランO ライダームリャ島上ーンランド思われた。Figure 3 ImatmospheriCALIPSO aの特徴とよPSC を含むは、観測の気塊がグリを示した。示す ((a)散ノバヤ・ゼスケールの北西岸でを含む空気加は検出しド上空またでは、図 3空にかけて上空での山 age of (a) scc depolarizatt 0750 – 081く一致して空気塊の1 日前にーンラン 乱比、 (b)偏ムリャ島上として、約は、偏光塊がグリていなかっは、大陸のに示すよ、広域に岳波等のattering ratiion ratio obt0UT on Januいた。  バックトラ、グリーンド上空を通光解消度空にかけて3000km の解消度の高ーンランドた。これは東側の領域うなグリー固体粒子が温度擾乱がo and (b) ained by ary 8, 2010.ジラ過)。、広いの、でン分固 

Formation process of PSC Mix2 detected by aerosol sonde and lidar over Ny-Aalesund in the winter of 2009

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