太郎坊のそよ風

認定NPO法人 富士山測候所を活用する会 スタッフブログ

カテゴリ: 研究速報


データ検討会プログラム

2020年の最後を飾るイベントとして、
データ検討会がzoomで23人の参加者で行われました。

例年は夏に富士山頂で行われた観測研究の総まとめや生データを出し合って、
いろいろ情報交換をする大切な集まりで、昨年もブログに入れています。

 しかし、今年は山頂が使えなかったため、観測研究は太郎坊と御殿場に限られました。
その代わりというか、8月から12月までの長い期間の観測研究が行われました。

 そのため、データも「なま」も「なま」湯気の
立っているような「生データ」を場合によっては計算しながら、
スライドを作りながら、お互いに検討しあうという
ホットな検討会になりました。
 
 三浦理事長が司会した前半は
今年の太郎坊と御殿場で行われた観測研究の総まとめで
比較的ゆったりと、
今年の気象の特徴(石川県立大)
富士山南麓で増えていると考えられる特徴的な豪雨イベント(早大)、
ガスセンサーを用いた長期測定データ(都立大)、
窒素酸化物と並行して御殿場で
初めて市街地のCO2測定を始めた(帝京科学大)などの報告があり

 10分の休憩をはさんで、
地上偏光OPC(山梨大)と
粒子関係の講演が理科大学生3人によって行われました。

 特に、山梨大小林准教授の本題とは離れて
山頂から南へたなびく雲と降雪について話された部分が面白く、
「12月19日の半分白い」ブログをどう思いますか?」とチャットを入れたら、
「やはり、上空の風による雲の成長、降雪が関係しているような気がします」
というお返事をいただきました。

 前半はゆったり時間を取って16時ごろまでかかりましたが
後半のドローン観測については、
理科大・森助教の司会でピッチが上がり、大河内副理事長他の
7件(8件のうち1件割愛)の講演がほぼ2時間で無事終了したようでした。

 最後の総合討論は失礼してしまいましたが、
ドローンについても予想を上回る成果が上がっていることがわかりました。


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日の出と共に、準備を開始!!

 太郎坊のドローン観測は12月7日から始められました。
気温0℃近い寒い現場からは、
大河内先生と学生さんたちの観測の実況が毎朝FBに出ていました。

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左から南齋先生と大河内先生。ドローンでの観測準備の様子。

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太郎坊でのドローンを使った冬期集中観測。


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  ドローン観測について説明する大河内副理事長

その成果が実に見事にまとめられていると感じました。
山頂が使えなくても太郎坊と御殿場を使って、
観測研究を行った富士山研究者たちの面目躍如の検討会でした。

詳しい結果は、
来年の成果報告会で報告されることになっています。

年末の最後の大きいイベントが終わって、29日は今年最後の運営委員会です。

コロナ禍ですべて変則的だった2020年が何とか無事終了。
来年は山頂での観測が再開されることと、
それによって今年の成果がさらに深化されることを祈ります。

(広報委員会)


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2020/10/15(木)  太郎坊にて、地磁気観測の設置しました!!


本年度は、コロナ禍のため安全第一と判断し
富士山頂での研究観測をすべて断念いたしました。
が!!
「富士山頂がダメなら・・・何かできること!!」ということで、
富士山麓にある第2観測サイト“太郎坊”(標高1290m)にて
昨日より地磁気観測を長尾理事が中心となってスタートしました!!

本NPOの鴨川事務局長、
NYジオフィールドの野田さん、テラテクニカの古川さん
による、各種機器設置の様子の写真が送られてきました。


早朝からの作業になり、装置の設置に
目途のついた10:00でも
やっと11℃台(寒い・・・)という環境での作業となりました。


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稼働した地磁気観測のデータ(非公開、今回は特別に!貴重です!)


全国の火山・地磁気観測と同じレベルの機器装置を設置しての観測です。
なんと静岡県では、地磁気観測は行われておりますが
初めて火山(富士山)を対象とした地磁気観測になります!!

「こんな時に、富士山が危ない!?」週刊新潮 7月16日号に掲載されました。
や、
『富士山噴火、予知のためには観測強化とその継続が急務』
長尾理事の記事が掲載されました。
のブログでもご紹介いたしましたが、 


 重要なのが、火山を常時監視する測候所の存在だ。マグマが火口に近づくと、山体が膨張して地殻変動が生じ、地磁気が乱れる。また地上に噴き出る火山性ガスを測定すればマグマの状態が分かり、噴火の予兆を捉えられる場合もある。富士山は5合目より上に観測所はありません。<中略>より精度を高めるには山頂での計測が重要なのです。
  (週刊 新潮 7月16日号より)


地磁気観測以外にも太郎坊では
様々な大気汚染関係の観測や火山由来のガス
などを計測しております、


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地磁気観測以外の大気成分測定装置も (火山性ガス成分の測定なども) 元気に稼働中!!

研究結果をご期待ください!!

(広報委員会)





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 花粉粒子候補第一号!?

富士山測候所を活用する会では山頂の施設を開かれた研究・教育の拠点として広く一般に開放していますが、2015年度からは学生だけを対象にして、教育的観点から学生の自主的な運営による調査研究活動に助成を行う「学生公募」も行っています。

2018年度の学生公募で応募し採択された京都大学農学研究科の三木健司さんから、京都大学の学内のレポート宇宙総合学研究ユニット NEWS 2018 年 11 月号に掲載した寄稿文が送られてきました。ご本人曰く「かなりカジュアルな研究紹介」ということですが、とても面白い読み物となっていますので、ご本人の了解を得て以下にご紹介させていただきます。


富士山と宇宙を花粉でつなぐ

三木 健司
京都大学農学研究科 博士課程
日本学術振興会 特別研究員 (DC2)

生物圏は地上からどの程度離れたところまで広がっているのか?その縦方向の生物圏の広がりを知るために、1970年代ごろからロシア(ソ連)やアメリカを筆頭に、高高度(主に対流圏上部から成層圏下部)における微生物をはじめとした生物粒子の存在を調べる研究がはじまった(Wainwrightら(2006)*1)。これらの研究は、惑星間を微生物が移動しているとする“パンスペルミア説”を研究する宇宙生物学者らにより始められた研究であるが、最近では高高度に上昇した生物粒子が越境長距離輸送にも関係していることが判明したため、地球科学者、特に大気生物学者らにも注目され始めている。

日本でも成層圏下部における生物粒子のサンプリングは行われてきている。その結果、納豆菌などが中国大陸からの黄砂に付着して日本まで辿りつくという研究結果が広く知られるようになり、書籍*2や黄砂により飛来した納豆菌から作った納豆*3なども販売されている。

しかし、現状では、高高度に生物粒子が存在していることが分かっているだけに留まっており、なぜそこまでの高度まで飛散できるのか、どのようなものが飛散しているのかはまだわかっていない。また、このような研究の調査は非常に難しく、どのようにして高い高度から生物粒子を取得するのか(飛行機実験は予算が高い!気球実験は気象や条件により実験機会がかなり限定的!) という問題がある。そこで、これらの問題の解決策の可能性の一つとして、『大気生物学的調査のための富士山山頂における花粉採取実験 (POSTMANプロジェクト)』を立ち上げた。

POSTMANでは富士山山頂に設立された富士山測候所において花粉粒子を取得し、花粉粒子の高高度上昇を捉えることを最終目的としている。富士山山頂は海抜3,776 mであるため、高度に関しては先行研究に比べてかなり低いが、家屋で安定した実験が長時間にわたり行うことが可能であり、かつ富士山は成層火山であることから周囲環境が均一であるため、実験環境としては非常に優秀であると考えられる。採取対象として花粉を選んだ理由は、研究代表者の三木が花粉飛散を専門としているからであるが、他にも以下の理由がある。
  • 花粉は植物が存在しない限り飛散しないので、森林限界以高において採取された花粉は全て高高度への上昇過程にあるといえる。
  • 花粉は捕集した個体を溶液に溶かすことなく識別・カウントできるため、どのような種類が飛散しているのかを花粉の物理的特徴から複合的に解析が可能。
  • 花粉はバイオエアロゾルのなかでも最大の粒径を持っているため、花粉を宿主とした細菌やウイルスが多数花粉粒子に感染している可能性がある。このため、一粒の花粉粒子が多数の細菌やウイルスを“飛行船”のように運搬する可能性があり、細菌・ウイルスの複雑な生態系(ウイルスは生物ではないが)を解明する可能性がある。
  • 上述のように、花粉は最大のバイオエアロゾルである。この大きさから、花粉粒子は長距離飛散することはなく、飛散後すぐに沈着すると考えられている。このため、花粉の高高度飛散を集中的に扱った研究はほとんどないため、新たな花粉飛散の研究を開拓できる可能性を持つ(失敗する可能性も同時に持つ!)
第一回のPOSTMANの実験は、予備実験として2018年9月6日午前11時から翌日7日午前7時までの20時間にわたって行われた。実験方法は、富士山山頂で大気から空気を吸引し、運搬された粒子を粘着性のプレパラートに吹き付け、細胞壁に反応して青紫色の着色反応を起こす溶液とともに封入することにより行った。この実験により、着色反応や形状から判断して、花粉の可能性がある粒子を数粒捕集することに成功した(写真1)。これらが花粉粒子である場合、目視で確認できる形としては(恐らくそして願わくば)初めて、富士山山頂で花粉粒子と思われる粒子の採取に成功したことになる(写真2)。

miki1miki2(写真1) 花粉粒子候補第一号 (写真2)実験メンバーと富士山測候所の岩崎山頂班長

本実験結果の速報は認定NPO法人富士山測候所を利用する会のホームページ上に公開されている。URL:https://npofuji3776.jimdo.com/研究速報2018/研究速報-7-三木健司-京都大学/
今後、この予備実験の経験をもとに、より建設的な実験を行えるよう計画する予定である。

謝辞

・本実験は認定NPO法人「富士山測候所を活用する会」が富士山頂の測候所施設の一部を気象庁から借用管理運営している期間に行われました。また、認定NPO法人「富士測候所を活用する会」から学生実験への資金支援をいただきました。
・本実験はJSPS科研費18J12315の助成を受けたものです。

注釈
*1 Wainwright, M., Alharbi, S., Wickramasinghe, N.C., How do microorganisms reach the stratosphere? (2006) International Journal of Astrobiology
*2 岩坂泰信, 空飛ぶ納豆菌, PHP サイエンスワールド
*3 そらなっとう, 金城納豆食品


なお、注釈にある岩坂泰信氏は当NPO法人の理事であり、2012年5月に開催された特別講演会で「3000m上空で見つかった納豆菌について思う:北東アジア域の大気監視・管理」と題して、大陸からはるか上空を渡って飛んでくるロマンいっぱいの納豆菌についてお話していただきました。

また、本実験の結果は2019年4月の国際学会 "The surface ocean - lower atmospheric study Open science conference"で発表予定とのことです。2019年度の富士山測候所夏期観測の公募は12月1日にHPで告示されます。読者の皆さまも、宇宙に一番近い研究所ー富士山測候所の利用をぜひご検討ください。
(学術科学委員会・広報委員会)





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 レポートを送ってくれた遠藤周さん(東京大学農学部溝口研究室4年)

今日から10月。富士山測候所の夏期観測が終了して1ヶ月になり、地上はめっきり秋らしくなった。気象庁の富士山頂アメダスによる気温データは、もう0度以下となる時間が多くなってきた。

ところで、富士山測候所の中の室温はいまは何度であろうか?実は、山頂庁舎内で気温、湿度などを測定し、今年の夏の観測が終了したあとも山頂からデータを送り続けているプロジェクトがある。その責任者の遠藤さんからレポートが届いた。

はじめまして!
東京大学農学部溝口研究室4年の遠藤周(えんどうあまね)と申します。

この度は学生公募*として富士山測候所を活用する会のみなさまにご協力いただき、富士山測候所で実験をさせていただきました。遅くなってしまったのですが、今回のレポートを書かせていただきます。

今回は、当研究室が協力して開発している簡易モニタリング機器を使用し、越冬観測に使用することが可能か試験させていただいております。こちらが成功すれば、今後の観測に大いに役立つと考えています。

都会から離れていたり、海外にあるような農地では、通信機能のないロガーを用いてデータを集めることがまだまだ多い。そうした環境では、データを得ることができるのが1年越しだったり、時には途中でトラブルがあってデータが取得できなくなっていることに回収まで気づけないようなことがあり得ます。

富士山測候所でも同様に、通信機器の無いロガーでデータを取ることも多い状況です。そして、冬季には測候所に立ち入ることは出来ません。そうした際に、様々な通信機器と接続できる簡便なロガーがあれば、非常に研究の幅が広がると思います。

こちらの機器「HALKA」は、農業を含め各種観測に使用できる、リアルタイム通信が可能なロガーです。当研究室が企業と共同開発しております。単三電池3本で(最大)1年間稼働し、データの保管とリアルタイム通信を行います。送られたデータはクラウドに送信され、いつでも確認することができます。通信の間隔は1時間ごとから24時間ごとまで自由に設定できます。

センサー接続用の規格,SDI-12に対応しているので、農業関係のセンサーだけでなく様々なセンサーに使うことができます。今回は初めての観測ということで、きちんとHALKAが越冬できるかを精査して、次につなげていこうということになりました。

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 富士山測候所では、外光を取り入れることができる窓は貴重な資源となっている

現状は写真のように、2台のセンサーと2台のHALKAで測候所内の温湿度や気圧の観測を行っています。

集めたデータは以下のサイトで確認することができます。
http://fewls.x-ability.jp/static/chart.html?imei=860585002581923&sensor=VP-4&after=2017-07-24
こちらのHALKAは電池で駆動させています。そこに、METER社のVP-4センサーを取り付けています。1号庁舎2階の中の、気温、湿度、気圧を計測しています。
http://fewls.x-ability.jp/static/chart2.html?imei=860585003206389&after=2017-08-10&sensor=ATM41

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こちらは、充電池に加え0.3W(7cm x 4cm)の太陽電池を取り付けており、METER社のウェザーステーションATMOS41を取り付けています。こちらは、1号庁舎2階の中の、気温、湿度、気圧に加えて近接している雷を計測しています(雷センサのデータは所得できていますがまだ反映されていません)。

私自身は富士山山頂に行くのは初めてだったのですが、東京学芸大学の鴨川先生をはじめ、富士山測候所を活用する会の方々のご協力の結果無事に機材を設置することができました。

初めての富士山山頂、富士山測候所は非常に新鮮でした。
この度は、こうした機会をいただきまして、本当にありがとうございました。

10周年となった今年の夏期観測は、夏だけでなく通年で観測するプロジェクトが増えたのが特筆された。いわば "第2次越冬観測ブームの到来" の様相を呈している。ご承知のとおり富士山頂に通電しているのは、山頂開所期間中の7月、8月の2ヶ月間だけである。通年観測をする場合は、冬の間、その電源をいかに確保するかが課題となっている。

これまで山頂で行われてきた国立環境研究所による二酸化炭素の観測は、越冬期間中は100個ものバッテリーをその電源として使用するという大掛かりなもの。一方、今回ご紹介したプロジェクトで使用しているのは、わずか単三電池3本だけで最大1年間稼働するという。

様々な通信機器と接続できる安価で簡便なロガーは、富士山のような極地での研究の可能性を大きく広げることが期待できる。これからが楽しみなプロジェクトである。

*学生公募
当NPO法人当NPO法人は、設立趣旨として富士山測候所を学術研究・教育等の分野において広く開かれた施設として有効活用することを目的としています。学生公募助成は、特に教育的観点から、学生の自主的な運営による調査研究活動に対して助成を行うものです。
応募要項はこちらを参照ください。

氏名:向井人史 / Hitoshi Mukai
所属:国立環境研究所 / National institute for Environmental studies (NIES)
共同研究者氏名・所属:
野尻幸宏、寺尾有希夫、野村渉平 Yukihiro Nojiri, Yukio Terao and Shohei Nomura (NIES)
    
研究テーマ:
富士山頂における長期二酸化炭素濃度観測
Study on long-term CO2 observation at summit of Mt. Fuji

成果の概要:
(1) 目的

二酸化炭素濃度は、全球的に増加の一途を辿っている。その人為発生量や自然の吸収量は地域で異なることから、濃度の変動に地域性があることが知られている。研究の対象とした富士山は、日本列島のおおよそ中央に位置し、その山頂は、自由対流圏に突き出している。そのため、山頂において二酸化炭素濃度の長期観測を行うことは、北半球中緯度の日本やアジア域のバックグラウンド二酸化炭素濃度の変動の解明に寄与すると考えられる。一方、富士山頂は夏期(7-8月)のみ通電する通年観測が困難な場所である。このような地点において通年観測できるシステムを構築することは、今後、電力の整備が未発達な地域において応用できると考えられる。
このように、本研究では富士山頂において、省電力で観測可能な二酸化炭素濃度観測システムの構築をしながら、アジアの中緯度の二酸化炭素の長期観測を行うことを目的とした。

(2) 結果
①二酸化炭素濃度観測システムの構築

CO2計システムの雷対策の一つとして、イリジウム通信アンテナが設置してある3号庁舎北側に位置する貯水タンク基礎鉄骨、3号庁舎基礎鉄骨、2号庁舎基礎鉄骨を電気的に接続した。
②二酸化炭素濃度の長期観測
 2013年8月末から2014年7月末まで1年を通して、2013年夏期に充電した100個の鉛蓄電池から得た電気により、22~24時に富士山頂の二酸化炭素濃度を計測できた。2013年8月末から2014年7月末に計測された二酸化炭素濃度推移は、過去3年間観測された結果と同様であった。すなわち晩夏まで低下し、その後、初夏まで増加し、再び低下した。2014年に観測された最も高い濃度は約406ppmで、最も低い濃度は約396ppmであった。これは昨年の最高値(約403ppm)、最低値(約393ppm)より約3ppm、山頂で観測を開始した2010年の最高値(約396ppm)、最低値(約386ppm)より約10ppm高かった。
落雷の影響により、2014年8月1日から18日の間は、CO2計の観測が停止した。

(英語表記)
Long term atmospheric CO2 concentration measurement on the top of Mt. Fuji (3776m) has been operated by an automatic CO2 measurement system developed by NIES (National Institute for Environmental Studies) since August 2009. The system is designed for remote areas where the environmental condition is harsh from the observational point of view. Now because we concluded that the measurement system became stable and reliable enough, we shifted into a regular operation in summer, 2012.
 During summer, we operate maintenance including charging the 100 Pb batteries to have the system prepared for winter season when the ordinal electricity is not used.

研究成果の公表:

201410月 気象学会発表




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