大気中の塵が氷雲形成に与える影響を確認

氷で覆われた雲の割合は、雲の中の塵粒子が氷結晶形成の核として働くことに依存することが知られています。しかし、大規模なデータセットを用いた研究では明確に示されていませんでした。31年2025月XNUMX日に発表された研究で、研究者たちはこの関係を確認しました。35年間の衛星データに基づいて、 氷で覆われた雲（すなわち、 雲頂氷対全頻度（ITF） in 北半球では-15°から-30°Cの間 雲中の塵粒子の量と強い相関関係がある。これは気候モデルにとって重要である。 雲の放射強制力と降水量は、雲の上にある雲層が氷か水かによって影響を受けます。 

「塵」という言葉を聞くと、不便さや不快感を覚えます。これは当然のことです。自然発生源や人間の活動（建設、工業プロセス、車両の移動など）から発生する塵は、大気中の粒子状物質となり、呼吸器系や循環器系に悪影響を及ぼす大気汚染を引き起こすからです。乾燥地帯や半乾燥地帯では、砂嵐や砂塵嵐によって大量の鉱物塵が大気中に放出されます。その結果生じる大気汚染は、公衆衛生、環境、そして放射線収支に影響を与えます。  

大気中の鉱物ダストも気候システムで重要な役割を果たしています。太陽放射と熱放射を吸収および散乱するため、地球システムのエネルギーバランスに直接影響を及ぼします。大気中の鉱物ダストの負荷が変化すると、その地域の放射バランス（つまり、ダストまたはダストの放射強制による放射フラックスの正味の変化）が変化します。 0.2 μm以下の粒径範囲の大気中の粒子状物質は、水蒸気が凝結すると雲粒形成の種子としても機能します。雲凝結核（CCN）と呼ばれるこれらの粒子は雲粒の土台となり、雲粒形成の開始と雲と雨の発達に不可欠です。これは、放射強制を含む地球の気候システムに間接的に影響を与えます。CCNとして作用する大気中の粒子状物質の濃度の変化は、雲の特性、放射強制、気候に大きな影響を与えます。 

クラウドの種類と私ce-to-total Frequency（ITF） 

雲は、主として氷晶で構成されているのか、液体の水滴で構成されているのかによって、5 つのタイプに分けられます。氷雲は、鉱物ダストなどの氷核粒子 (INP) の周囲で核生成によって形成された氷晶で構成されています。通常、氷結温度が支配的な高高度で形成されます。一方、水雲は主として液体の水滴で構成され、大気中の水蒸気が冷えて、ダストや塩分粒子などの雲凝結核 (CCN) の周囲で液体の水滴に凝結するときに形成されます。混相雲には、氷晶と過冷却の水滴の両方が含まれます。過冷却の水滴が氷晶またはその他の氷粒子上で凍結し、質量と密度が大幅に増加するこのプロセスは、ライミングと呼ばれます。ライミングは、過冷却の水滴が氷晶と衝突して凍結する場所で、-25°C から -XNUMX°C の温度の混相雲で主に見られます。氷対総頻度 (ITF) は、雲頂レベルで観測される雲の総数と比較した氷雲の割合です。  

鉱物ダストが気候システムに及ぼす影響に関わるプロセスは十分に理解されていますが、研究者が取り組むべき問題が少なくとも 2 つあります。  

まず、地球規模での鉱物ダストの直接的および間接的な気候影響の推定には不確実性がありました。ISSに搭載されたNASAの地球表面鉱物ダスト源調査（EMIT）ミッションは、地球の乾燥地域の鉱物ダスト組成をマッピングし、気候モデリングのための地球規模のデータセットを提供することで、この問題に対処しています。EMITは27年2022月2024日に地球の初画像を撮影し、画期的な成果を達成しました。昨年の2026年には、少なくともXNUMX年までの延長ミッションフェーズに移行しました。  

第二に、雲頂が氷で覆われる割合は、氷結晶形成の核となる雲内の塵粒子に依存することは長年知られていましたが、大規模なデータセットを用いて明確に実証されていませんでした。31年2025月35日に発表された研究では、研究者らは15年間の衛星データを用いてこの関係を確認しました。彼らは、北半球の−30°Cから−XNUMX°Cの間の雲頂が氷で覆われる割合（つまり、雲頂の氷対全頻度、つまりITF）が、雲内の塵粒子の量と強く相関していることを示しました。これは、雲の放射強制力と降水量が、雲頂が氷か水の雲層かどうかによって影響を受けるため、気候モデリングにとって重要です。  

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（了承： サッチチダナンド・シン博士（本件に関する貴重なご意見と編集に対し、インド CSIR-NPL 主任科学者）   

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参照：  

1. Villanueva D., et al 2025. ダスト駆動型液滴凍結が北半球の温帯雲頂相を説明する．SCIENCE．31年2025月389日．第6759巻，第521号，pp. 525-XNUMX．DOI: https://doi.org/10.1126/science.adt5354 

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