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エーロゾルの観測

エーロゾルとは

エーロゾルは大気中に浮遊するちりなどの微粒子のことです。大きさは半径0.001マイクロメートル程度から10マイクロメートル程度で、化石燃料やバイオマス燃焼などの人間活動から放出されるものや、海塩粒子、土壌粒子などがあります。
エーロゾルは、太陽放射を散乱・吸収して地上に到達する日射量を減少させ、気温を低下させる「日傘効果」を持つ一方で、地球からの赤外放射を吸収・再放射するという「温室効果」も持っています。さらに、これら直接効果のほかに、雲粒の核となる微粒子(雲核)として雲の性状(雲粒の数や粒径分布、滞留時間)を変化させることによって、間接的に地球の放射収支を変えるという効果も持っています。このようなエーロゾルが気候へ与える影響を評価するために、その組成分布、粒径分布、空間・時間分布などを把握することが必要とされています。 (1マイクロメートルは1ミリメートルの千分の1の長さ)



エーロゾルの観測

気象庁では、サンフォトメータや気象衛星、精密日射放射観測装置を用いてエーロゾルの観測を実施しています。 経年変化や季節変化を捉えると同時に、また、黄砂や森林火災、火山噴火に由来すると考えられるエーロゾル等の顕著なエーロゾルの増加も観測しています。


サンフォトメータ

サンフォトメータの写真 綾里(岩手県)、南鳥島(東京都)、石垣島(沖縄県)の3地点でサンフォトメータによるエーロゾル光学的厚さ(注1)とオングストローム指数(注2)の観測を行っています。サンフォトメータは複数の特定波長の相対的な直達日射強度から、エーロゾル光学的厚さとオングストローム指数を観測する測器です。

(注1)エーロゾル光学的厚さ
エーロゾルによる大気の濁り具合を示すもので、値が大きいほどエーロゾルが多いことを示します。
(注2)オングストローム指数
エーロゾルの粒径分布に関する情報を示すもので、値が小さいほど相対的に粒径の大きいエーロゾルが多いことを示します。


サンフォトメータによる黄砂の観測事例
下の図は、綾里のサンフォトメータで、2006年4月18日9時に、黄砂を観測した結果です(比較のために黄砂を観測していなかった2006年8月4日9時の観測結果もあわせて表示しています)。
この図から、黄砂を観測したときに大気中のエーロゾルの量が増えたこと、また大気に含まれるエーロゾルの粒径分布で、相対的に粒径の大きいエーロゾルが多くなったことが分かります。

サンフォトメータによる黄砂の観測結果
サンフォトメータによる黄砂の観測結果の例(2006年4月)


精密日射放射観測装置

精密日射放射観測装置の写真 札幌(北海道)、館野(茨城県)、福岡(福岡県)、石垣島(沖縄県)、南鳥島(東京都)の5地点で精密日射放射観測装置に搭載された直達日射計(左図の赤点線)を用いて直達日射の観測を行っています。直達日射とは、大気中で吸収または散乱、反射されることなく、太陽から直接地表に達する日射のことです。直達日射から算出される大気混濁係数は、大気中のエーロゾル、オゾン、水蒸気などによる日射の減衰を表す指標となり、係数が大きいほど減衰が大きいことを示します。


左図の赤点線で囲んだ装置が直達日射計

気象衛星

主に静止気象衛星「ひまわり」を用いて、エーロゾル光学的厚さの分布を観測しています。地表面からの反射光やエーロゾルからの散乱光等の衛星観測データから、エーロゾル光学的厚さを算出しています。

衛星による黄砂の観測事例
気象衛星の観測データを解析することで、黄砂の分布状況を観測することができます。
下の図は、静止気象衛星「ひまわり」で、2006年4月8日と9日に黄砂を観測した結果です。4月8日に、渤海から日本海西部の広い範囲にある黄砂が、翌9日には太平洋へ抜けていったことが分かります。

気象衛星による黄砂の観測結果
気象衛星による黄砂の観測結果の例(2006年4月)
静止気象衛星「ひまわり」の観測データから算出したエーロゾル光学的厚さ


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