Numerical study of fog deposition onto a mountainous forest using atmosphere, aerosol chemical transport, and land surface models; Chemical and physical properties of fog and aerosols

気象・エアロゾル化学輸送・地表面モデルを用いた山地森林への霧水沈着に関する数値的研究; 霧とエアロゾルの化学・物理的性質

梶野 瑞王*; 堅田 元喜; 平木 隆年*; 藍川 昌秀*; 小林 禧樹*

Kajino, Mizuo*; Katata, Genki; Hiraki, Takatoshi*; Aikawa, Masahide*; Kobayashi, Tomiki*

山岳森林への水・物質沈着量を予測するためには、霧とエアロゾルの化学・物理的性質を定量的に把握する必要がある。本研究では、領域気象モデル(WRF)とオフラインで結合した新しいエアロゾル化学輸送モデル(EMTACS)を用いて、六甲山地の斜面を上昇する霧イベントの再現を試みた。EMTACSは、霧とエアロゾルの化学組成や粒径分布に加えて、それらの混合状態の経時変化を計算できる特徴を持っており、エアロゾル-霧間の相互作用のダイナミクスを計算することができる。このモデルの性能を、六甲山地で取得された気象・大気質観測データを用いて検証するとともに、森林上の霧とエアロゾルの形成や酸性化の過程を数値的に調べた。

In order to predict water and matter deposition to forests, accurate estimation of chemical and physical properties of fog and aerosols are indispensable. We have developed a new aerosol chemical transport model (EMTACS) coupled with a meteorological model (WRF) and applied it to investigate uplift fog events occurred over a mountainous forest (Mt. Rokko, Japan). The EMTACS model is unique to dynamically solve temporal evolutions of mixing states of fog and aerosols, in addition to their chemical compositions and size distributions, and thus aerosol-fog interaction processes are considered in one coherent framework. The model performance was evaluated using meteorological and chemical observation data. Formation, evolution and acidification processes of fog and aerosols over the forest region were discussed.