2025年5月20日
北海道大学
金沢大学
気象庁気象研究所
名古屋大学
ポイント
●グリーンランドのアイスコアから、産業革命から現在までの大気硝酸量の変遷を高確度に復元。
●人為窒素酸化物(NOx)の排出量とアイスコアの硝酸塩量の変化にタイムラグがあることが判明。
●タイムラグが大気酸性度に依存した大気硝酸の長距離輸送のされやすさの変化に起因することを解明。
概要
北海道大学低温科学研究所の飯塚芳徳准教授、的場澄人助教、金沢大学の石野咲子助教、中国南京大学の服部祥平准教授、名古屋大学大学院環境学研究科の藤田耕史教授らの研究グループは、グリーンランドのアイスコアに記録された産業革命から現在までの大気硝酸濃度と、人為窒素酸化物(NOx)の排出量の変化との間にタイムラグがあり、そのタイムラグが大気酸性度に依存した大気硝酸の長距離輸送のされやすさの変化に起因することを解明しました。
北極のアイスコアは大気質や気候に影響を及ぼす大気硝酸量を過去から現在まで連続して記録しています。これまで分析されたグリーンランド中央部のアイスコアでは、日射による硝酸の光分解損失の影響が大きく、不確実な記録しか提示できていませんでした。研究グループは、グリーンランド氷床南東部ドームで採取したアイスコアが硝酸塩の復元に適していることを見出し、産業革命から現在まで（1800年から2020年にかけて）の連続した硝酸塩量を復元しました。220年間のアイスコアの硝酸塩量はNOxの排出量の変動と概ね一致していました。しかし詳細に解析すると、アイスコアの硝酸塩濃度のピーク期の出現はNOx排出汚染のピーク期（1970年代）よりも遅く、またNOx排出制限が導入された1990年代以降にも高濃度を維持するというように、NOx排出量とアイスコア硝酸塩濃度の変化にタイムラグがあることが分かりました。全球大気化学輸送モデルを用いた解析により、1970年代以降の大気酸性度の中和に応じて、硝酸の形態が沈着しやすいガス状から輸送されやすい粒子状へと部分的に変化したことで、長距離輸送に有利になり、この観測されたタイムラグが生じていることをつきとめました。本研究成果は、今後の大気質の緩和策の策定や気候変動予測の精度向上に貢献することが期待されます。
なお、本研究成果は、日本時間2025年5月19日（月）公開のNature Communications誌に掲載されました。
論文名：Acidity-driven gas-particle partitioning of nitrate regulates its transport to Arctic through the industrial era（大気酸性度により駆動される硝酸塩のガス-粒子分配は産業時代を通じて北極への硝酸塩輸送を制御している）
URL：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59208-0
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アイスコアから復元した硝酸塩量（黒）と周辺国の人為窒素酸化物（NOx）排出量（オレンジ）の1800-2020年の経年変化（1800-1850年を基準に規格化した値）。タイムラグは、大気酸性度に応じた大気硝酸の輸送されやすさによって説明される。
