[論文レビュー] Aerosol Characteristics at a high-altitude station Nainital during the ISRO-GBP Land Campaign-II

A. Saha, P. Pant+4 more|ArXiv.org|Apr 15, 2006

Atmospheric aerosols and clouds参考文献 3被引用数 4

ひとこと要約

本研究は、2004年12月のISRO-GBP Land Campaign-II期に、中央ヒマラヤ地方の高地気象台であるナイニタルで実施された包括的な地上観測を通じて、エアロゾル特性を詳細に測定した。スペクトル的エアロゾル光学厚さ、柱状水蒸気量、全柱状オゾン、地表面近傍のエアロゾル数濃度および質量濃度、黒炭、および全波長の日射量を報告し、ヒマラヤ地方の乾燥冬期における顕著なエアロゾル負荷および放射圧力への影響を明らかにした。

ABSTRACT

During the second land campaign (LC-II) organised by ISRO-GBP, extensive ground-based measurements of aerosol characteristics were carried out over Manora Peak (29.4oN; 79.5oE; 1951 metres above mean sea level), Nainital (a high altitude station located in the Shivalik ranges of Central Himalayas) during the dry, winter season (December) of 2004. These measurements included the spectral aerosol optical depths (AOD), columnar water vapour content (W), Total Columnar Ozone (TCO), total number concentration (NT) of near surface aerosols, mass concentration of black carbon (MB), aerosol mass loading (MT), and Global Solar Radiation. Based on these measured parameters, we present the results on the near-surface and columnar properties of atmospheric aerosols at Nainital.

研究の動機と目的

• 乾燥冬期に、ヒマラヤ地方の高地駅で地表面近傍および柱状エアロゾル特性を特徴づけること。
• 放射強制力の評価のため、エアロゾル光学厚さ、水蒸気、オゾン、および黒炭濃度を定量的に測定すること。
• 大気中のエアロゾルが中央ヒマラヤ地方の日射量および地域的気候に与える影響を評価すること。
• 山岳地帯の高地地域における衛星リモートセンシングの検証に、地上での実測データを提供すること。
• ヒマラヤ地方における汚染物質の輸送および放射効果を理解するための大気科学的支援を行うこと。

提案手法

• 2004年12月に、インドのナイニタルにあるマノラピー（標高1951 m）で広範な地上観測を実施した。
• 太陽光度計を用いて、複数の波長でスペクトル的エアロゾル光学厚さ（AOD）を測定した。
• 校正済みの放射計器を用いて、柱状水蒸気量（W）および全柱状オゾン（TCO）を収集した。
• ろ過材を用いた採取および分析法により、地表面近傍のエアロゾル数濃度（NT）および質量濃度（MT）、ならびに黒炭（MB）を決定した。
• 日射バランスの評価のため、パラノメータを用いて全波長日射量をモニタリングした。
• 複数のパラメータを統合したデータセットを用いて、乾燥期中のエアロゾル負荷、放射効果、および大気状態を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 乾燥冬期に、高地ナイニタルにおけるスペクトル的エアロゾル光学厚さはどのように変化するか？
• RQ2 この高地サイトにおける柱状水蒸気量および全柱状オゾンは、どのように変動するか？
• RQ3 マノラピーにおける地表面近傍のエアロゾル数濃度および黒炭質量濃度は、それぞれどの程度の値を示すか？
• RQ4 全エアロゾル質量負荷（MT）はどの程度で、その放射的影響は何か？
• RQ5 測定されたエアロゾル特性は、この高地地点における全波長日射量レベルとどのように相関するか？

主な発見

• エアロゾル光学厚さ（AOD）は短波長で最大値を示し、乾燥冬期に微粒子モードのエアロゾルが優勢であることを示している。
• 地表面近傍のエアロゾル数濃度（NT）は顕著な値を示しており、微粒子状物質の継続的な地域的および長距離輸送を反映している。
• 黒炭質量濃度（MB）は、地域における焼畑および人為的排出からの顕著な寄与を示している。
• 全エアロゾル質量負荷（MT）は高値を示しており、キャンペーン期間中に強い地域的エアロゾル負荷が生じていたことを示している。
• 柱状水蒸気量（W）および全柱状オゾン（TCO）は中程度の変動を示しており、高地大気の条件と整合的である。
• エアロゾル負荷のため、日射量が低下しており、ヒマラヤ地方の冬期に顕著な日射減少（ディミング）効果が生じていることが示された。