2025/04/08 更新

写真a

マツイ ヒトシ
松井 仁志
MATSUI Hitoshi
所属
大学院環境学研究科 地球環境科学専攻 気候科学 准教授
大学院担当
大学院環境学研究科
学部担当
理学部 地球惑星科学科
職名
准教授

学位 1

  1. 博士(理学) ( 2009年3月   東京大学 ) 

研究キーワード 4

  1. 数値モデル開発・計算

  2. 気候変動

  3. 大気環境

  4. エアロゾル

研究分野 2

  1. 環境・農学 / 環境動態解析

  2. 自然科学一般 / 大気水圏科学

現在の研究課題とSDGs 5

  1. 都市域における大気汚染に関する研究

  2. 地球規模でのエアロゾルと気候(放射・雲・雪氷・生態系)との相互作用に関する研究

  3. エアロゾルの半球規模の輸送過程に関する研究

  4. エアロゾルの生成・変質・除去過程に関する研究

  5. エアロゾル・大気化学に関する数値モデル開発

経歴 2

  1. 名古屋大学   大学院環境学研究科 地球環境科学専攻 気候科学   准教授

    2020年4月 - 現在

  2. 名古屋大学   大学院環境学研究科 地球環境科学専攻 地球環境変動論   助教

    2015年4月 - 2020年3月

所属学協会 4

  1. 日本気象学会

  2. 日本大気化学会

  3. 日本地球惑星科学連合

  4. American Geophysical Union

受賞 3

  1. 日本気象学会賞

    2022年5月   日本気象学会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  2. 日本気象学会正野賞

    2014年11月   日本気象学会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  3. 日本大気化学会奨励賞

    2014年11月   日本大気化学会  

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

 

論文 91

  1. Aircraft-Based Observation of Mineral Dust Particles Over the Western North Pacific in Summer Using a Complex Amplitude Sensor 査読有り Open Access

    Ohata, S; Moteki, N; Adachi, K; Tobo, Y; Matsui, H; Kita, K; Mori, T; Koike, M

    JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES   130 巻 ( 5 )   2025年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Geophysical Research: Atmospheres  

    Mineral dust accounts for a significant fraction of the atmospheric aerosol burden, impacting climate through its interactions with radiation and clouds. However, limited observations of dust particles in the free troposphere hinder our understanding of its spatial distribution and climatic impacts. In this study, aerosols were collected on filters using aircraft over the western North Pacific at 0.2–8 km altitudes in summer 2022. Individual water-insoluble particles dispersed in water were analyzed using a complex amplitude sensor (CAS), which enabled classifying particle type, sizing, and counting from the particle's complex amplitude data. During the eight observation flights, the number and mass concentrations of dust were 1.2 ± 1.0 cm−3 and 0.6 ± 0.4 μg m−3 (mean ± 1σ), respectively, in the 0.3–2.5 μm diameter range, which were 2–3 orders of magnitude lower than previously reported values near the major dust sources in East Asia. A comparison with the total aerosol data from an optical particle counter onboard aircraft suggested that dust dominated aerosols larger than 0.8 μm, consistent with electron microscopy analyses. The observed dust size distributions implied more efficient removal of larger dust during transport. Since our samples were collected at −18°C to 21°C, the free tropospheric dust could contribute to ice formation in clouds. Our observation using the CAS revealed microphysical properties of dust over the western North Pacific when no distinct Asian dust events were observed near the ground, aiding in the validation of models that assess the climatic impacts of dust.

    DOI: 10.1029/2024JD043063

    Open Access

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  2. AERO-MAP: A data compilation and modelling approach to understand spatial variability in fine and coarse mode aerosol composition 査読有り 国際共著

    Natalie M. Mahowald, Longlei Li, Julius Vira, Marje Prank, Douglas S. Hamilton, Hitoshi Matsui, Ron L. Miller, Louis Lu, Ezgi Akyuz, Daphne Meidan, Peter G. Hess, Heikki Lihavainen, Christine Wiedinmyer, Jenny Hand, Maria Grazia Alaimo, Célia Alves, Andres Alastuey, Paulo Artaxo, Africa Barreto, Francisco Barraza, Silvia Becagli, Giulia Calzolai, Shankararaman Chellam, Ying Chen, Patrick Chuang, David D. Cohen, Cristina Colombi, Evangelia Diapouli, Gaetano Dongarra, Konstantinos Eleftheriadis, Johann Engelbrecht, Corinne Galy-Lacaux, Cassandra Gaston, Dario Gomez, Yenny González Ramos, Roy M. Harrison, Chris Heyes, Barak Herut, Philip Hopke, Christoph Hüglin, Maria Kanakidou, Zsofia Kertesz, Zbigniew Klimont, Katriina Kyllönen, Fabrice Lambert, Xiaohong Liu, Remi Losno, Franco Lucarelli, Willy Maenhaut, Beatrice Marticorena, Randall V. Martin, Nikolaos Mihalopoulos, Yasser Morera-Gomez, Adina Paytan, Joseph Prospero, Sergio Rodríguez, Patricia Smichowski, Daniela Varrica, Brenna Walsh, Crystal Weagle, and Xi Zhao

    ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS     2025年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.5194/egusphere-2024-1617

  3. Representation of iron aerosol size distributions of anthropogenic emissions is critical in evaluating atmospheric soluble iron input to the ocean 査読有り 国際共著

    Liu, MX; Matsui, H; Hamilton, DS; Rathod, SD; Lamb, KD; Mahowald, NM

    ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS   24 巻 ( 22 ) 頁: 13115 - 13127   2024年11月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Atmospheric Chemistry and Physics  

    Atmospheric aerosol deposition acts as a major source of soluble (bioavailable) iron in open ocean regions where it limits phytoplankton growth and primary production. The aerosol size distribution of emitted iron particles, along with particle growth from mixing with other atmospheric components, is an important modulator of its long-range transport potential. There currently exists a large uncertainty in the particle size distribution of iron aerosol, and the extent to which such uncertainty shapes global soluble iron deposition remains unclear. Here, we couple a sophisticated microphysical, size-resolved aerosol model with an iron-speciated and iron-processing module to disentangle the impact of iron emission size distributions on soluble iron input to the ocean, with a focus on anthropogenic combustion and metal smelting sources. We evaluate our model results against a global-scale flight measurement dataset for anthropogenic iron concentration and show that the different representations of iron size distribution upon emission, as adopted in previous studies, introduce a variability in modeled iron concentrations over remote oceans of a factor of 10. Shifting the iron aerosol size distribution toward finer particle sizes (< 1 μm) enables a longer atmospheric lifetime (a doubling), promoting atmospheric processing, which enhances the soluble iron deposition to ocean basins by up to 50 % on an annual basis. The monthly enhancements reach 110 % and 80 % over the Southern Ocean and North Pacific Ocean, respectively. Uniquely, our results highlight that compared with emission flux variability, iron emission size distribution plays an equally important role in regulating soluble iron deposition, especially to the remote oceans. Our new findings can help to interpret inter-model differences in iron deposition estimation and to better quantify the effects of atmospheric nutrient input on marine biogeochemistry, including but not limited to iron and phosphorus.

    DOI: 10.5194/acp-24-13115-2024

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  4. Increasing Arctic dust suppresses the reduction of ice nucleation in the Arctic lower troposphere by warming 査読有り

    Matsui, H; Kawai, K; Tobo, Y; Iizuka, Y; Matoba, S

    NPJ CLIMATE AND ATMOSPHERIC SCIENCE   7 巻 ( 1 )   2024年11月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:npj Climate and Atmospheric Science  

    Ice nucleating particles (INPs) affect the cloud radiative budget in the rapidly warming Arctic by changing the cloud liquid/ice phase balance. Dust emitted in the Arctic (Arctic dust) has been suggested to be a major contributor to INPs in the Arctic lower troposphere. However, how Arctic dust and its impacts on ice nucleation change with Arctic warming has not been explored. Here we find that the simulated dust emission flux in the Arctic (>60°N) in global model simulations increases by 20% from 1981–1990 to 2011–2020. This increase weakens the sensitivity of ice nucleation in Arctic lower tropospheric clouds to warming by 40% compared to the case without considering Arctic dust emission increases. Our results demonstrate a better understanding of the counterbalancing feedbacks of Arctic dust (i.e., increasing emissions and decreasing ice nucleation efficiency) is needed for more accurate estimates of changes in ice nucleation in the rapidly changing Arctic climate.

    DOI: 10.1038/s41612-024-00811-1

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  5. Surface warming in Svalbard may have led to increases in highly active ice-nucleating particles 査読有り 国際共著 Open Access

    Tobo, Y; Adachi, K; Kawai, K; Matsui, H; Ohata, S; Oshima, N; Kondo, Y; Hermansen, O; Uchida, M; Inoue, J; Koike, M

    COMMUNICATIONS EARTH & ENVIRONMENT   5 巻 ( 1 )   2024年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Communications Earth and Environment  

    The roles of Arctic aerosols as ice-nucleating particles remain poorly understood, even though their effects on cloud microphysics are crucial for assessing the climate sensitivity of Arctic mixed-phase clouds and predicting their response to Arctic warming. Here we present a full-year record of ice-nucleating particle concentrations over Svalbard, where surface warming has been anomalously faster than the Arctic average. While the variation of ice-nucleating particles active at around −30 °C was relatively small, those active at higher temperatures (i.e., highly active ice-nucleating particles) tended to increase exponentially with rising surface air temperatures when the surface air temperatures rose above 0 °C and snow/ice-free barren and vegetated areas appeared in Svalbard. The aerosol population relevant to their increase was largely characterized by dust and biological organic materials that likely originated from local/regional terrestrial sources. Our results suggest that highly active ice-nucleating particles could be actively released from Arctic natural sources in response to surface warming.

    DOI: 10.1038/s43247-024-01677-0

    Open Access

    Web of Science

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書籍等出版物 2

  1. Impacts of climate change on particulate matter (PM) 査読有り

    Liu M. and Matsui H.( 担当: 共著)

    Handbook of Air Quality and Climate Change, Springer Nature Singapore Pte Ltd  2023年5月 

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

    DOI: doi.org/10.1007/978-981-15-2527-8_39-1

  2. Impacts of Climate Change on Particulate Matter

    Liu M., Matsui H.( 担当: 単著)

    Handbook of Air Quality and Climate Change  2023年1月  ( ISBN:9789811527609, 9789811527593

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    記述言語:日本語

    Climate change affects the interannual and decadal variabilities of airborne particulate matters (PM) through modifications to a variety of climate factors including solar radiation, temperature, wind speeds, precipitation, etc. The complicated responses of PM to climate change and their feedbacks within the Earth system have yet to be resolved. Here, the recent research progress is summarized for the following three points: (1) climate impacts on PM sources, (2) climate impacts on PM distributions and lifetimes, and (3) interactions between PM and climate change. First, the emissions of PM from wind erosion in deserts, vegetation wildfires, terrestrial biosphere, and oceans are of great potential to be susceptible to climate anomalies. Climate change can induce changes in both physical and biological processes in natural ecosystems that drive the production of PM or their precursors. Second, the climate-driven changes in atmospheric circulation and precipitation influence the atmospheric transport of PM and their lifetimes. Third, these changes in PM could initiate climate feedback mechanisms through direct interactions with shortwave and longwave radiation and indirect interactions with clouds, biological activities, and the cryosphere. The PM-climate feedbacks in the Arctic region may contribute to the Arctic amplification via aerosol-cloud interactions and snow/ice albedo feedbacks. Earth system models are a powerful tool to examine the sensitivity of PM emissions and global distributions to isolated or coupled climate factors and to project trends in PM under a changing climate. Process-level understanding on PM-climate feedbacks is required to improve the credibility of PM projection by models.

    DOI: 10.1007/978-981-15-2760-9_39

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講演・口頭発表等 1

  1. グリーンランド南東ドームアイスコアによる1970年代の硫酸エアロゾル組成とフラックス

    飯塚 芳徳, 植村 立, 松井 仁志, 大島 長, 的場 澄人

    雪氷研究大会講演要旨集  2020年  公益社団法人 日本雪氷学会/日本雪工学会

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 4

  1. 地球温暖化に関わる北極ブラックカーボンとダスト粒子の動態と放射効果

    2017年4月 - 2020年3月

    環境省環境研究総合推進費・環境問題対応型 

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    資金種別:競争的資金

  2. エアロゾルの次世代型全球モデルの開発とその気候影響・多圏相互作用に関する研究

    2016年1月 - 2018年1月

    日本学術振興会海外特別研究員制度 

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    資金種別:競争的資金

  3. 北極気候に関わるブラックカーボン等エアロゾルの動態・発生源と雲・放射影響

    2015年4月 - 2020年3月

    文部科学省環境技術等研究開発推進事業・北極域研究推進プロジェクト(ArCSプロジェクト) 

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    資金種別:競争的資金

  4. 地球温暖化に関わるブラックカーボン放射効果の総合的評価

    2014年4月 - 2017年3月

    環境省環境研究総合推進費・環境問題対応型 

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    資金種別:競争的資金

科研費 29

  1. 波浪にともなう大気中微粒子の動態と大気海洋間物質交換過程の精緻評価

    研究課題/研究課題番号:24H02225  2024年4月 - 2029年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    岩本 洋子, 志村 智也, 伊藤 純至, 松井 仁志, 近藤 文義, 竹谷 文一, 相木 秀則, 大林 由美子

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    大気海洋境界における物理・化学・生物過程は、温室効果気体の放出・吸収や雲の生成を介して地球の気候を変化させる。気候問題のみならず、台風などの極端現象や波浪の観測・予測を通して、大気海洋境界は人間の生存基盤と密接に関わっている。本計画研究では、大気海洋間の物質交換過程とその支配要因に着目する。物質輸送の観点から特に重要な担い手となる大気中微粒子に注目し、海面近傍の大気中微粒子の動態と、粒子のふるまいが大気海洋間のエネルギー・物質交換過程に与える影響について精緻な評価に挑む。

  2. 鉱物ダストの被覆量・組成に着目した気候モデルの開発と気候影響評価の刷新

    研究課題/研究課題番号:23K18519  2023年6月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    松井 仁志

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    砂漠域などから放出される鉱物ダストは様々な粒子特性(粒径・鉱物組成など)を持つが、それが気候に与える影響の理解は乏しい。本研究では、ダストの個々の粒子の特性を詳細に計算可能な数値モデルを新たに開発する。そして、ダストの粒子特性がダストの時空間分布や長距離輸送過程などに及ぼす影響を評価するとともに、ダストが放射・雲過程に与える影響や、放出源から長距離を輸送されて雪氷圏や生態系に及ぼす影響の推定を高精度化することを目指す。

  3. 大気有機エアロゾルの吸湿性を表現する新指標の探索

    研究課題/研究課題番号:23H00515  2023年4月 - 2027年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    持田 陸宏, 佐藤 圭, 石塚 紳之介, 木村 勇気, 松井 仁志, 宮崎 雄三, 大畑 祥

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    配分額:3055000円 ( 直接経費:2350000円 、 間接経費:675000円 )

    大気中に浮遊するエアロゾルの吸湿性には、地球の生命活動から直接・間接的に生ずる多様な有機物が深く関わっている。この有機エアロゾルの吸湿性を表現する方法の確立は、エアロゾルの気候影響を評価し、大気汚染の対策を講じる上での課題であるが、単純な経験則に頼る既往の試みは正確性・実用性に欠けている。本研究では、有機エアロゾルの吸湿性を原理的に支配するが連続・広域測定が困難な規定因子を量的に把握し、吸湿性を直接的に規定しないが大気モニタリングが可能な代理指標との関係をパラメータ化で結びつけることで、原理と実用性の狭間を埋め、有機エアロゾル吸湿性の表現方法を刷新する。

  4. 温暖化に伴う両極の雲形成過程の変化の影響評価

    研究課題/研究課題番号:23H00523  2023年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    猪上 淳, 庭野 匡思, 松井 仁志, 當房 豊, 佐藤 和敏

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    配分額:16250000円 ( 直接経費:12500000円 、 間接経費:3750000円 )

    地球温暖化の将来予測モデルでは、観測された北極域での温暖化傾向が過小評価され、一方、温暖化が不明瞭な南極域でその傾向が過大評価されるという、対照的な両極の気温バイアスがある。この一因として、極域の雲の再現性の問題が考えられる。地球表層のエネルギー収支に主要な寄与をする日射量と長波放射量は、雲の相状態(水雲か氷雲か)に強く依存する。雲の相状態は環境場と雲の核となるエアロゾルの組成で決まるが、近年、エアロゾルの供給過程が温暖化の影響で変化している。本研究では、両極の下層雲の形成環境に特化した観測を実施し、先進的な気候モデルの改良を通じて両極の気温バイアスの問題を追究し、気候予測の精緻化に貢献する。

  5. 氷晶核の全球分布とその雲過程を通した気候影響の解明

    研究課題/研究課題番号:22H03722  2022年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    松井 仁志, 茂木 信宏, 當房 豊

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:17290000円 ( 直接経費:13300000円 、 間接経費:3990000円 )

    大気中の微粒子は、雲の氷晶の核(氷晶核)として働き、雲の放射収支などを変化させる。しかし、この過程についての科学的な知見は限られており、気候変動予測において大きな不確定要素となっている。この過程を解明するため、本研究では氷晶核に着目した新たな気候モデルを開発し、大気中の氷晶核の空間分布の推定を高度化する。そして、氷晶核が雲の放射収支などに与える気候影響の推定精度を向上させる。

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