私たちの研究室では、大気物質科学、特にエアロゾル（大気中に浮遊する微粒

子）と雲に着目した研究を推進しています。エアロゾルと雲は気候変化におい

て重要であるだけでなく、雲・降水という気象学の基本要素に新しい見方を導

入するとともに、大気圏と人間圏・生物圏・海洋との相互作用の駆動要素でも

あります。従来の気象学と気候学に新たに物質科学を導入することにより、新

しい大気科学の構築を目指しています。

研究手法としては、観測と数値モデル計算の両方の研究を実施しています。

エアロゾルとその雲への影響効果は、有効放射強制力推定において最も不確

定性が高く（図中のエラーバーが大きい）、地球の気候変化の理解・予測の

ひとつの鍵となっています。またエアロゾルは光吸収性の高いものと低いも

のがあり、このうち特に光吸収性の高いブラック・カーボンは、二酸化炭素、

メタンについで、３番目に強い放射強制力を持つと考えられています。

エアロゾルは二酸化炭素やメタンなどと比較すると大気中での寿命が短く（1

週間から数ヶ月程度）、地域的な変動が大きいのが特徴です。すなわち人為的

な大気汚染の影響が強いアジアでは、図で示されたグローバル平均よりも大き

なエアロゾルや雲の有効放射強制力が働いていると考えられます。私たちの研

究室では、このようなエアロゾルやその雲影響効果の不確定性を減らすために

研究を行っています。

大気中のエアロゾルは、さまざまな無機・有機成分からなり、黄砂のように

大気中にエアロゾルとして直接放出されるものと、大気中での化学反応によ

り気体からエアロゾル化するものがあります。これらのエアロゾルの物理化

学過程、輸送過程、除去過程によりその濃度が決まり、またその物理化学特

性により異なった放射効果や雲凝結核・氷晶核特性をもちます。

エアロゾルを核として生成する雲粒は、エアロゾルの化学組成や数濃度など

に応じてミクロやマクロな応答をします。この結果、雲の放射効果や降水過

程に影響をおよぼすと考えられています。これらのエアロゾルと雲・降水過

程を統合的に理解することを目指しています。

世界の多くの研究グループは、エアロゾルのみ、あるいは雲のみに特化した

研究を行っていますが、私たちの研究室では両方の研究を推し進めることに

より、その相互作用を特に人為起源のエアロゾルの影響の観点から解き明か

していくのが特徴です。

エアロゾル（図中の赤丸）は雲凝結核として働くため、産業革命以前（自然

状態）よりも現在では、人為的なエアロゾルの増加により、雲粒数濃度が増

加していると考えられます。これは雲粒全体の断面積を増加させ、結果的に

雲のアルベド（反射率）を増加させ、地球を冷やす方向に放射強制力を働か

せます（負の放射強制力）。雲粒形成時の粒径の縮小は降水や雲粒蒸発過程

にも影響し、雲量、雲層厚、雲粒の相（水・氷）への影響を通じて、正ある

いは負の有効放射強制力をもつと考えられます。

IPCC第４次報告書までは、瞬時に働く放射強制力が評価されていたのに対

し、第５次報告書ではグローバルな気温の上昇と比較して時定数が十分に短

い雲の応答（調節効果，adjustment）を含めた「有効」放射強制力が評価さ

れています。これは妥当な評価方法と考えられますが、エアロゾルにより変化

する鉛直積算雲水量や雲量の変化を含めた雲の調節効果は、瞬時に働く放射強

制力よりもメカニズムレベルでの理解がはるかに遅れており、その評価にはさ

らに大きな不確定性があります。この雲の調節効果は、これまでの研究から雲

システムがおかれた環境・レジームにより異なると考えられます。私たちの研

究室では、東太平洋と比較して研究例が少ない西太平洋域の下層雲と、急激な

温暖化が進む北極の下層雲を対象とした研究を行っています。

大気中のエアロゾルには、それ自身が太陽放射を散乱・吸収することで気候に

影響を及ぼす効果（直接効果）もあります。エアロゾルの中で例外的に太陽放

射を強く吸収するブラックカーボン（BC）は、大気を加熱し、大気の鉛直安定

度や循環に影響する重要な成分です。ブラックカーボンは他のエアロゾル成分に

被覆されることにより太陽放射の吸収特性が増加（放射強制力の増幅）するとと

もに、逆に吸湿特性をもつことにより大気中での寿命の減少（放射強制力の低下）

という、２つの逆方向に働く特性を持つようになります。これらの物理化学特性

の変化を、観測や数値モデル計算により研究しています。

現在、領域と対象により４つの研究課題に取り組んでいます。