南極半島チリ観測点付近での雪中の黒色炭素汚染とアルベドへの影響最初の結果

Black carbon pollution in snow and its impact on albedo near the Chilean stations on the Antarctic peninsula: First results.

• Francisco Cereceda-Balic
• Víctor Vidal
• María Florencia Ruggeri
• Humberto E González

抄録

BCは、低・中緯度から南極に大気中を通って輸送されるか、あるいは南極で原位置で放出される可能性がある。BCと南極での人間活動との間に考えられる関係を確立するために、夏期（2014年～2019年）に南極半島の4つの地点で浅い雪のサンプルを採取した。チリのオヒギンズ基地（BO）、ラパロマ氷河（LP）（BOから6km離れた場所）、チリのイェルチョ基地（BY）、P4（BYから5km離れた場所）。雪試料中のBC濃度は、著者らが最近開発し、発表し、特許を取得した新しい方法を用いて決定した。その方法は、波長880nmのフィルターを用いた光透過法であった。結果は、BOからの雪が最も高いBC濃度（3395.7μgkg）を示し、BY（1309.2μgkg）、LP 2016（745.9μgkg）、LP 2015（233.6μgkg）、そして最後にP4（179.4μgkg）が続いた。南極の雪中で観測されたBC値は、文献で報告されている値よりも高く、雪中のBC濃度が最も高い2つの値が基地付近で観測されたことを考慮すると、調査地域における人類活動の影響を示していると考えられる。調査地域の雪中のBC濃度の影響を評価するために、オンライン版のSNICAR（Snow, Ice, and Aerosol Radiative）モデルを用いて雪中アルベドモデリングを実施した。モデル化の結果、BC含有量の測定された変動が、スペクトルの可視域でモデル化されたアルベドに大きな違いをもたらし、BC濃度が低いほど感度が高いことが明らかになった。これらのデータは、南極が非常に脆弱な環境として提示されている気候変動の実際のシナリオにおけるBCの役割を理解するのに役立つ可能性があり、現場で開発された活動の管理から始めて、保護する必要がある。

BC can be transported through the atmosphere from low and mid-latitudes to Antarctica, or it can be emitted in the Antarctica in situ. To establish a possible relationship between BC and the human activities in Antarctica, shallow snow samples were taken in four sites from Antarctic peninsula during summer periods (2014-2019): Chilean Base O'Higgins (BO), La Paloma Glacier (LP) (6 km away from BO); Chilean Base Yelcho (BY) and P4 (5 km away from BY). BC concentration in snow samples was determined by using a novel methodology recently developed, published and patented by the authors. The methodology consisted in a filter-based optical transmission method at a wavelength of 880 nm. Results showed that snow from BO presented the highest BC concentration (3395.7 μg kg), followed by BY (1309.2 μg kg), LP 2016 (745.9 μg kg), LP 2015 (233.6 μg kg) and finally P4 (179.4 μg kg). BC values observed in Antarctic snow were higher than others previously reported in the literature and showed the influence of anthropic activities in the study area, considering that the two highest values of BC concentration in snow were found at sites near the bases. To evaluate the impact of the BC concentrations found in the snow of the study area, snow albedo modeling was performed, using the on-line version of the "Snow, Ice, and Aerosol Radiative" (SNICAR) Model. Modeling outputs exposed that the measured variations in BC content caused large differences in the modeled albedo in the visible range of the spectra, which showed to be more sensitive at lower BC concentrations. These data could help to understand the role of BC in the actual scenario of climate change, in which Antarctica is presented as a very fragile environment that needs to be protected, starting with the management of the activities developed in-situ.

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