産業革命から現在までの大気硝酸量の変遷を北極アイスコアから復元~人為窒素酸化物の排出量と大気中の硝酸の存在形態が北極の大気硝酸量を制御することを解明~

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2025-05-20 北海道大学,金沢大学,気象庁気象研究所,名古屋大学

北海道大学を中心とする研究チームは、グリーンランドのアイスコアを用いて、産業革命以降の大気中硝酸量の変遷を高精度で復元しました。その結果、人為的な窒素酸化物(NOₓ)の排出量とアイスコア中の硝酸塩濃度の間にタイムラグが存在することが判明しました。このタイムラグは、大気の酸性度が変化することで硝酸の形態がガス状から粒子状へと変わり、長距離輸送が促進されることに起因しています。この研究は、大気質の改善策や気候変動予測の精度向上に貢献するものと期待されます。

産業革命から現在までの大気硝酸量の変遷を北極アイスコアから復元~人為窒素酸化物の排出量と大気中の硝酸の存在形態が北極の大気硝酸量を制御することを解明~

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。

<関連情報>

硝酸塩の酸駆動性ガス-粒子分配は工業化時代を経て北極への輸送を制御する Acidity-driven gas-particle partitioning of nitrate regulates its transport to Arctic through the industrial era

Yoshinori Iizuka,Mai Matsumoto,Kaoru Kawakami,Mahiro Sasage,Sakiko Ishino,Shohei Hattori,Ryu Uemura,Hitoshi Matsui,Koji Fujita,Naga Oshima,Andrea Spolaor,Anders Svensson,Bo Møllesøe Vinther,Hiroshi Ohno,Osamu Seki & Sumito Matoba
Nature Communications  Published:19 May 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-59208-0

Abstract

Anthropogenic NOx emissions have altered the biogeochemical nitrogen cycle since the Industrial Revolution, yet Arctic ice core nitrate (NO3) records are inconsistent with post-1970s NOx emission reductions. Here we show a NO3 deposition history covering 1800–2020 using an ice core from the southeastern Greenland dome with high snow accumulation. The ice core NO3 concentrations are particularly disconnected from NOx source regions during the peak pollution period and post-1990s. A global chemical transport model reproduced these discordances between total NO3 and NOx emissions by altering gaseous HNO3 and particulate NO3 (p-NO3) ratios and subsequently NO3 lifetime. This result and correlations with acidity parameters recorded in the ice core, suggest that acidity-driven gas-particle partitioning of NO3 regulates its transport to Arctic regions alongside changes in NOx emissions. In the future, despite NOx reductions, the increase in proportion of p-NO3 with longer atmospheric lifetime becomes crucial to control the Arctic NO3 burden.

1702地球物理及び地球化学
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