Cloudwater deposition process of radionuclides based on water droplets retrieved from pollen sensor data

花粉センサーデータから得られた水滴に基づく放射性核種のクラウドウォーター堆積プロセス

兼保 直樹*; 忽那 周三*; 飯田 健次郎*; 眞田 幸尚   ; 田尻 拓也*

Kaneyasu, Naoki*; Kutsuna, Shuzo*; Iida, Kenjiro*; Sanada, Yukihisa; Tajiri, Takuya*

福島第一原子力発電所事故で放出された放射性核種は、日本の山間部において標高に依存した地表汚染を引き起こした。特徴的な汚染プロファイルを形成した雲水沈着の可能性を探るため、全国に配置された花粉センサーのデータを分析した。散乱光の偏光を利用し、スギ花粉と水滴を識別した。先行研究で表面汚染を模擬した3月15日には、Cs表面沈着域の外側に高い飛沫数密度の密雲が観測され、センサーサイトが雲層中に浸されていることが示された。一方、表面汚染領域と重なる高度約570-840mでは、適度な数密度の雲粒が測定された。雲水組成の鉛直勾配に関する既存の知見を考慮すると、汚染された雲粒は、中程度の雲粒数密度が測定された雲底付近に局在していることが示唆された。この垂直分布の形成過程として、雲底と山の斜面との接点で雲水が沈着して表面汚染が集中的に発生し、下降する雲底が汚染域を形成していることが提案された。本研究は、これまで明らかにされていなかった放射性核種の沈着過程を明らかにするものである。

Radionuclides released during the Fukushima Daiichi nuclear accident caused altitude-dependent surface contamination in the mountainous areas of Japan. To explore the possible cloudwater deposition that formed a distinctive contamination profile, data from pollen sensors deployed nationwide were analyzed. Utilizing the polarization of scattered light, Cedar pollen and water droplets were distinguished. On March 15, when surface contamination was simulated in previous studies, dense cloud with high droplet number density were observed outside the Cs surface deposition areas, indicating that the sensor sites were immersed amid cloud layers. In contrast, cloud droplets with moderate number density were measured at altitudes of approximately 570-840 m, which overlapped with the surface contamination areas. Considering the existing knowledge on vertical gradients of cloudwater composition, these suggest that contaminated cloud droplets were localized near the cloud base where a moderate number density of cloud droplets was measured. A formation process was proposed for the observed vertical distribution, that is, surface contamination occurred intensively at the contact line between the cloud base and mountain slopes via cloudwater deposition, and the descending cloud base formed the contamination zone. This study sheds light on the deposition processes of radionuclides which have not previously been clarified.