研究者詳細 - 長田　和雄

論文 - 長田　和雄

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小林拓, 平譯享, 矢吹正教, 上田沙也子, 長田和雄, 塩原匡貴, 福地光男, コバヤシヒロシ, ヒラワケトオル, ヤブキマサタカ, ウエダサヤコ, オサダカズオ, シオバラマサタカ, フクチミツオ, Hiroshi Kobayashi, Toru Hirawake, Masanori Yabuki, Sayako Ueda, Kazuo Osada, Masataka Shiobara, Mitsuo Fukuchi

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 465-473 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

東京海洋大学「海鷹丸」の南極海研究航海において,大気エアロゾルの光学的厚さ(AOT)の観測を実施した.南極海インド洋セクターでの500 nmでのAOTは,0.02-0.12の範囲であった.南極大陸沿岸域でのAOTは比較的低く,0.02前後であった.40-60゜Sの海域では,0.1以上の値を示すことがあった.インド洋低中緯度帯でのAOTは,0.05-0.15の範囲であった.風速とAOTとに正の相関がみられたことから,南極海では光学的に海塩粒子が卓越し,風速がAOTに影響を及ぼしていると考えられる.AOTが高くなるにつれ,オングストローム指数は減少した.AOTの波長スペクトルにおいて,380 nmと870 nmのAOTはべき関数からずれる傾向がみられた.レイリーの光学的厚さの算出方法を比較したところ,ずれが大幅に改善される可能性が示された.今後,より観測精度を高めていくためには,機器定数の精度を把握するとともに,レイリーの光学的厚さの算出方法の見直しなどが必要である.Aerosol optical thickness (AOT) was measured during Antarctic research cruises of R V Umitaka-Maru. The measured AOTs at 500 nm in the Indian sector of the Antarctic Ocean ranged from 0.02 to 0.12. In Antarctic coastal waters, the AOTs were as low as around 0.05. On the other hand, the some AOTs were higher than 0.1 from 40゜S to 60゜S. In middle and low latitude regions of the Indian Ocean, the AOTs ranged from 0.05 to 0.15. The AOTs were correlated with wind speed. It is indicated that sea-salt particles, generated by wind, dominated optically and wind speed affected the AOT in the Antarctic Ocean. Angstro¨m exponent decreased with increasing AOT. In the AOT wavelength spectra, some AOTs in 380 nm and 870 nm tended to deviate from the power function. Comparing calculation methods of Rayleigh optical thickness suggested a possibility of reducing the deviations of these AOTs. In the future, accuracy check of the instrument constant and review of the calculation method of Rayleigh optical thickness are recommended to enhance the accuracy of maritime AOT measurement.

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昭和基地における地上エアロゾルモニタリング

林政彦, 長田和雄, 原圭一郎, 矢吹正教, 小林拓, 猪原哲, 和田誠, 山内恭, 橋田元, 塩原匡貴

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 474-486 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

昭和基地において1996年2月から0.3 μm以上の大粒子の粒径分布,1997年4月から0.01 μm以上の凝結核濃度の連続観測を開始した.2008年12月までの観測結果より,凝結核濃度は夏に高濃度,大粒子は冬に高濃度となる1年周期の変動を繰り返し,経年的に濃度上昇をしている可能性が示唆された.微小粒子濃度,粗大粒子濃度は夏季に低濃度,冬季に高濃度となることに加え,冬期間中の0.3 μm以上の粒子数濃度が7月の前後で約2倍に急上昇していることが示された.

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沖縄辺戸岬における大気中のアンモニア/アンモニウム濃度の変動と分配査読有り

高見昭憲、長田和雄、定永靖宗、坂東博、

エアロゾル研究掲載決定巻 2010年12月

南極・昭和基地におけるサブミクロン粒子粒径分布の季節変化 (極域大気・物質循環研究)

長田和雄, 西田千春, 原圭一郎, 矢吹正教, 塩原匡貴, 和田誠, 山内恭, 林政彦

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 530-540 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

2004年2月〜 2005年1月にかけて昭和基地で直径5-168 nmの粒径分布を連続観測した.粒径分布は,冬に1〜 2のモードから成り,濃度の高いモードは50 nm以上であることが多く,春〜夏や秋には2〜 3のモードから成り,濃度の高いモードは20-80 nm付近にあることが多かった.50 nm以上に谷を持つ粒径分布の出現頻度は,開水面が昭和基地に近い夏〜秋に多かった.一山のみの粒径分布は冬と初夏に多くなり,冬には幅が広く,初夏には幅の狭い分布を示した.初夏から初秋にかけて,10-20 nm付近の核形成モード粒子の濃度が高くなることがあった.11月下旬には,カタバ風の弱くなる午後に核形成モード粒子の濃度が高くなる事例を数日にわたり観測した.

海洋観測専用船による南極海の大気エアロゾル観測 (極域大気・物質循環研究)

長田和雄, 原圭一郎, 矢吹正教, 西田千春, 小林拓, 三浦和彦, 上田紗也子, 林政彦, 橋田元, 塩原匡貴, 和田誠, 山内恭

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 449-464 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

南極海における大気エアロゾル粒子の粒径分布やイオン成分濃度,先駆ガス濃度の時空間分布を調べるために,「白鳳丸」や「タンガロア」,「海鷹丸」による船上観測をおこなった.海況の穏やかな南極海での観測では,直径0.1 μm以上の既存エアロゾル粒子数濃度が著しく低い条件下で,高濃度の核生成モード粒子(直径<20 nm)を観測することがあった.逆に,既存のエアロゾル粒子数濃度が高い場合には,核生成モード粒子数濃度の増加は見られなかった.2005年1月に「海鷹丸」で観測したリュツォ・ホルム湾洋上のエアロゾル粒子中主要イオン濃度は,昭和基地で1月に観測される平均的な濃度とほぼ同じであった.「海鷹丸」と昭和基地との同時観測の結果,短時間に凝縮核数濃度が高くなるイベントの場合には,核生成モードやエイトケンモード粒子の粒径分布は両者で大きく異なっていた.

昭和基地における降雪・飛雪の電気伝導度 (極域大気・物質循環研究)

長田和雄, 原圭一郎, 矢吹正教, 安達正樹

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 697-703 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

昭和基地で2003-2006年にかけてドリフトや降雪,飛雪のサンプリングをおこない,雪試料の融解水の電気伝導度を測定した.その結果,弱風時にしんしんと降る降雪の電気伝導度は,季節に関係なく数十 μS cm以下の低い値を示したのに対し,強風時の飛雪の電気伝導度は4-7月に数百〜数千 μS cm前後と高く,9月以後には数百 μS cmと低くなる季節変化を示した.昭和基地の風上にあたる北の浦での海氷上積雪量の季節変化と比較検討したところ,風上の海氷が流出すると飛雪の電気伝導度が高くなり,逆に,風上の海氷上に雪が積もると飛雪の電気伝導度が下がることがわかった.これは,飛雪の電気伝導度が海氷からのブラインの影響を強く受けるためだと考えられる.

昭和基地における大気中粗大粒子濃度の季節変化 (極域大気・物質循環研究)

長田和雄, 林政彦, 原圭一郎, 矢吹正教, 和田誠, 塩原匡貴, 山内恭, 藤田耕史

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 487-497 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

昭和基地において,直径0.3 μm以上の粒径別大気エアロゾル粒子数濃度の観測をおこなった.2004年2月〜 2006年1月までの期間について,粗大粒子(直径1.0-5.0 μm)濃度の時系列変化について解析したところ,粗大粒子濃度は2-10月に高く,夏の12-1月には低かった.風速の季節変化や地理的分布,海氷縁の位置との関係,後方流跡線解析,粒径分布の季節変化から,粗大粒子数濃度の季節変化の要因について検討した.その結果,2-3月には昭和基地に近い南極沿岸域から生成した海塩粒子の寄与が大きいのに対し,海氷の最も発達する10月には,南緯60度以北の海域で生成した海塩粒子が長距離輸送されていることが示唆された.

昭和基地で観測された大気エアロゾル中の金属成分および炭素成分の季節変動 (極域大気・物質循環研究)

小林拓, 原圭一郎, 塩原匡貴, 山内恭, 長田和雄, 太田幸雄

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 554-561 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

南極大気中のエアゾロルの季節変動や人為起源エアロゾルの長距離輸送の影響を調べるために,昭和基地において大気エアロゾルを捕集し分析した.測定した化学種は,元素状炭素および有機性炭素,金属成分としてAl,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Zn,そしてPbである.元素状炭素の濃度は4-6月にかけて相対的に低く,3月,10月そして11月に高かった.Al,V,Co,Ni,Pbの濃度は検出限界以下であることが多かった.V,Cr,Fe,Co,Ni,Zn,Pbの濃度は8-10月に突出した最高濃度を記録した.人間活動による南極大気中のエアロゾルの組成への影響を評価するため,各金属成分の濃縮係数を計算した.濃縮係数はブリザードが観測された期間に高くなる傾向を示したことから,低気圧擾乱に伴い人為起源エアロゾルを含む気塊が南極大陸まで輸送された可能性が考えられる.

昭和基地で観測されたヘイズ現象 (極域大気・物質循環研究)

原圭一郎, 長田和雄, 矢吹正教, 橋田元, 山内恭, 林政彦, 塩原匡貴, 西田千春, 和田誠

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 593-622 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

2004-2007年に行ったエアロゾル重点観測中に,昭和基地でヘイズ現象が観測された.ヘイズ現象時は風が比較的弱く,降雪・地吹雪は観測されず,冬〜春にヘイズが出現していた.「南極ヘイズ」時には,バックグラウンド状態と比べてエアロゾル数濃度が1-2桁ほど増加していた.エアロゾル成分のバルク分析から,ヘイズ現象中のエアロゾル主成分は海塩成分(e.g., Na^+, Cl^->)と判明した.流跡線解析とNAAPSモデルから,南アメリカやアフリカ南部でのバイオマス燃焼の影響を受けた空気塊が,南大洋上の低気圧活動に伴って昭和基地まで輸送されていることが示唆された.中低緯度域から極域方向への空気塊流入と,輸送中の海塩粒子の発生と混合とにより,「南極ヘイズ」が出現しているのだろう.バックグラウンド時とヘイズ時のO_3 濃度の差は,冬よりも極夜明け後の春に大きくなる傾向が確認された.不均一反応により海塩粒子から高反応性ハロゲン化合物が放出されることがあるため,極夜明け後の南極沿岸域でのヘイズ現象は,地上O_3 消失現象にも密接に関連している可能性がある.

南極対流圏中の超微小粒子の揮発特性とその季節変化 (極域大気・物質循環研究)

原圭一郎, 長田和雄, 西田千春, 矢吹正教, 林政彦, 山内恭, 和田誠, 塩原匡貴

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 541-553 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

第46-47次日本南極地域観測隊で,超微小粒子の粒径分布とその揮発特性の連続観測を実施した.夏季には超微小粒子のほとんどは揮発性粒子で,硫酸,メタンスルホン酸,硫酸塩で構成されていた.夏には超微小粒子域の非揮発性粒子の割合は20% だったが,冬季には90% を超すこともあった.冬季の超微小粒子のほとんどは海塩粒子であり,海氷上で組成分別をした海塩粒子も含まれていた.南極大陸内陸部上空から昭和基地(沿岸部)に空気塊が輸送される時には,冬季にも揮発性粒子の割合が減少していた.

南極対流圏のエアロゾル鉛直分布とその季節変化 (極域大気・物質循環研究)

原圭一郎, 長田和雄, 西田千春, 山内恭, 林政彦

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 731-759 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

第46次日本南極地域観測隊において,係留気球を用いたエアロゾル鉛直分布観測を南極昭和基地で実施した.CN数濃度の季節変化は夏に極大を示す傾向があったが,微小(D_p>0.3 μm)〜粗大(D_p>2.0 μm)粒子数濃度は夏季に低く,冬季に高くなっていた.CN濃度変化の幅は,地上付近では30-2200 cm^<-3> の範囲で変化していたが,自由対流圏(>1500 m)での変化幅は7-7250 cm^<-3> となっていた.夏季の自由対流圏下部では,新粒子生成による高CN数濃度が観測された.地上での新粒子生成イベントが確認されるよりも高い頻度で,南極域の自由対流圏下部において新粒子生成が起きていることが示唆される.また,個別粒子分析の結果から,冬季には,海氷上で起こる組成分別過程によりMgが濃縮されている海塩粒子と,NO_3^<-> やSO_4^<2-> により変質した粒子が多かった.海塩の組成分別過程によるMg濃縮海塩粒子とその変質過程が,冬季のエアロゾル粒子の吸湿特性に大きな影響を及ぼしていることが示唆される.Hara et al.(2010a)で報告されているヘイズ現象は,境界層だけではなく,自由対流圏でも観測されることがあった.

南極域での海塩粒子--大気中の変質過程と海氷・積雪中の組成分別過程 (極域大気・物質循環研究)

原圭一郎, 長田和雄, 林政彦, 矢吹正教, 橋田元, 山内恭

南極資料 54 巻 ( 0 ) 頁： 668-696 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

昭和基地(1997-1998,2003-2006; JARE-38-39,JARE-44-47)とドームふじ基地(1997,JARE-38)で,エアロゾル成分と酸性ガスの連続観測を実施した.海塩粒子濃度の季節変化はいずれの基地でも夏季に極小を示し,冬季に濃度が高くなる変化を示した.冬季に海塩粒子濃度が高いのは,低気圧接近に伴う強風による海塩粒子の発生と長距離輸送に起因しているのだろう.昭和基地では,海塩粒子のほとんどが微小粒子域(D_p: 0.2-2.0 μm),超微小粒子域(D_p<0.2 μm)に分布していた.海塩粒子中のCl^- とBr^- は不均一反応により損失しやすく,夏季にCl^- とBr^- の損失が顕著だった.昭和基地で観測されたCl^- Na^+ とBrv Na^+ の各濃度比は,夏季にはそれぞれ約0.5,0まで減少していた.昭和基地では,冬季に海塩粒子はほとんど変質(Cl^- ロス)していなかったが,ドームふじ基地では年間を通じて海塩粒子からのCl^- 損失が確認された.冬季のドームふじ基地では,NO_3^- とその前駆物質により海塩粒子の変質が進行していた.昭和基地でのガス状の無機塩素化合物(主成分はHCl)と臭素化合物(主成分はHBr)の濃度は,それぞれ0.2-9.4 nmol m^<-3>,検出下限以下〜 1.5 nmol m^<-3> だった.海塩組成分別によるSO_4^<2-> 損失は昭和基地だけでなく,内陸のドームふじ基地でも確認された.Mg^<2+> Na^+ の濃度比の季節変化は,低温下で濃度比が高くなる傾向を示した.濃度比の値とその温度依存性から,Mirabilite形成以外の海塩組成分別過程(例えばGypsum,Hydrohaliteの形成)も南極沿岸域で起きていることが示唆される.ドームふじ基地と昭和基地でのMg^<2+> Na^+ 比の季節変化や値が大きく異なっていたことから,内陸部でも積雪表面で海塩組成分別が進行し,風により大気中へ海塩粒子が再飛散している可能性が考えられる.

Black carbon at a coastal Antarctic station (Syowa Station): Seasonal variation and transport processes

Hara K., Osada K., Yabuki M., Hayashi M., Yamanouchi T., Shiobara M., Wada M.

Antarctic Record 54 巻 ( SPEC. ISSUE ) 頁： 562 - 592 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Antarctic Record

Measurement of atmospheric black carbon (BC) was carried out at Syowa Station Antarctica (69°00′S, 39°35′E) from February 2004 until January 2007. The BC concentration at Syowa Station ranged from below detection to 176 ng m -3. Higher BC concentrations were observed frequently from April until October. Increase of BC concentration may be associated with poleward flow due to the approach of a cyclone and/or blocking event during winter-spring. The BC-rich air masses traveled through the lower troposphere from the Atlantic and Indian Oceans to Syowa (Antarctic coast). During the summer (November-February), the BC concentration showed a diurnal variation together with surface wind speed and increased in the presence of katabatic wind from the Antarctic continent. Considering the low BC source strength over the Antarctic continent, the higher BC concentration in the continental air (katabatic wind) might be caused by long range transport of BC via the free troposphere from mid-and low-latitudes. The seasonal variation of BC at Syowa Station had a maximum in July-September, while at the other coastal stations (Halley, Neumayer, and Ferraz) and a continental station (Amundsen-Scott), the maximum occurred in October. This difference may result from different transport pathways, significant contribution of source regions and scavenging of BC by precipitation during the transport from the source regions. During the austral summer, long-range transport of BC via the free troposphere is likely to make an important contribution to the ambient BC concentration along the Antarctic coasts. © 2010 National Institute of Polar Research.

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Chemistry of sea-salt particles and sea-salt fractionation in Antarctic region 査読有り

Hara K., Osada K., Hayashi M., Yabuki M., Hashida G., Yamanouchi T.

Antarctic Record 54 巻 ( SPEC. ISSUE ) 頁： 668 - 696 2010年12月

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Antarctic Record

Observations of aerosol constituents and acidic gases were carried out at Syowa Station (1997-1998 and 2003-2006; JARE-38∼39, and JARE-44∼47) and Dome Fuji Station (1997, JARE-38). Seasonal variations and size distribution of sea-salt particles were compared between coastal and inland stations. Seasonal variations of the concentrations of sea-salt particles showed a minimum in the austral summer and higher during the winter at both stations due to strong winds and long-range transport. Sea-salt particles were mostly distributed in fine (D p: 0.2-2.0 μm) and ultra-fine (D p<0.2μm) modes at Syowa Station. Particulate Cl - and Br - are liberated preferentially from sea-salt particles through the heterogeneous reactions at Syowa and Dome Fuji Stations in the summer. The molar ratio of Cl -/Na + and Br -/Na + at Syowa Station decreased to ca. 0.5 and ≈0, respectively, in summer. Fewer sea-salt particles were modified at Syowa Station during the winter, whereas sea-salt particles were modified through the year at Dome Fuji Station. In particular, sea-salt particles were modified with NO 3- and its precursors at Dome Fuji Station during the winter. The concentrations of gaseous inorganic chlorine species (mostly HC1) and bromine species at Syowa Station were 0.2-9.4 nmol m -3 and below the detection limit (BDL)-1.5 nmol m -3, respectively. Sea-salt fractionation (SO 42- depletion) due to Mirabilite formation was identified not only at Syowa Station but also at Dome Fuji Station. Seasonal variation of molar ratio of Mg 2+/Na + showed higher ratios at lower temperature. The range and temperature dependence of Mg 2+/Na + strongly suggested that other seasalt fractionation (e.g., formation of gypsum and hydrohalite) occurred in the Antarctic coasts in addition to Mirabilite formation. Because of different seasonal variation and range of Mg 2+/Na + between Dome Fuji and Syowa Stations, sea-salt fractionation may proceed even in the inland area. © 2010 National Institute of Polar Research.

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Monitoring of aerosol concentration at Syowa Station

Hayashi M., Osada K., Hara K., Yabuki M., Kobayashi H., Ihara S., Wada M., Yamanouchi T., Hashida G., Shiobara M.

Antarctic Record 54 巻 ( SPEC. ISSUE ) 頁： 474 - 486 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Antarctic Record

Concentrations of condensation nuclei (>0.01 μm in diameter) and of aerosol particles larger than 0.3 μm in diameter were monitored at Syowa Station from February, 1996. Number concentrations of condensation nucleus were high in summer and low in winter. Concentrations increased at the rate of several partcles/cm 3 per year. On the other hand, the concentrations of fine particles (>0.3μm) and coarse particles (>1.0μm) were low in summer and high in winter. Concentrations of fine particles 0.3 μm and larger after July were double those before July. © 2010 National Institute of Polar Research.

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Maritime aerosol optical thickness measured during antarctic research cruises of R/V Umitaka-Maru 査読有り

Kobayashi H., Hirawake T., Yabuki M., Ueda S., Osada K., Shiobara M., Fukuchi M.

Antarctic Record 54 巻 ( SPEC. ISSUE ) 頁： 465 - 473 2010年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Antarctic Record

Aerosol optical thickness (AOT) was measured during Antarctic research cruises of R/V Umitaka-Maru. The measured AOTs at 500 nm in the Indian sector of the Antarctic Ocean ranged from 0.02 to 0.12. In Antarctic coastal waters, the AOTs were as low as around 0.05. On the other hand, the some AOTs were higher than 0.1 from 40°S to 60°S. In middle and low latitude regions of the Indian Ocean, the AOTs ranged from 0.05 to 0.15. The AOTs were correlated with wind speed. It is indicated that sea-salt particles, generated by wind, dominated optically and wind speed affected the AOT in the Antarctic Ocean. Angström exponent decreased with increasing AOT. In the AOT wavelength spectra, some AOTs in 380 nm and 870 nm tended to deviate from the power function. Comparing calculation methods of Rayleigh optical thickness suggested a possibility of reducing the deviations of these AOTs. In the future, accuracy check of the instrument constant and review of the calculation method of Rayleigh optical thickness are recommended to enhance the accuracy of maritime AOT measurement. © 2010 National Institute of Polar Research.

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Electroconductivity of fallen and drifting snow at Syowa Station, Antarctica 査読有り

Osada K., Hara K., Yabuki M., Adachi M.

Antarctic Record 54 巻 ( SPEC. ISSUE ) 頁： 697 - 703 2010年12月

担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Antarctic Record

Samples of fallen snow, drifting snow and deposited snow were obtained at Syowa Station from April 2003 to October 2006. Electroconductivity of the meltwater was measured. The electroconductivities of the samples for the fallen snow under weak wind condition were mostly below several tens of μS/cm, whereas much higher values were obtained for the drifting snow samples under strong wind condition with seasonal variation: maximum (several hundred to thousands) in April to July, then decreasing to a few hundred after September. Higher electro conductivities of the drifting snow samples correlated well with breakup of sea ice windward of Syowa Station. Lower values were obtained after snow accumulated on sea ice at Kita-no-ura, windward bay area north-east and offshore of Syowa Station. These suggest that brine from sea ice changes the electroconductivity of drifting snow. © 2010 National Institute of Polar Research.

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Mixing states of cloud interstitial particles between water-soluble and insoluble materials at Mt. Tateyama, Japan: effects of meteorological conditions 査読有り

Ueda, S., K. Osada, K. Okada

掲載決定巻 2010年10月

Haze episodes at Syowa Station, coastal Antarctica: Where did they come from?

Hara K., Osada K., Yabuki M., Hashida G., Yamanouchi T., Hayashi M., Shiobara M., Nishita C., Wada M.

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES 115 巻 ( 14 ) 2010年7月

Deposition processes of ionic constituents to snow cover

Osada K., Shido Y., Iida H., Kido M.

ATMOSPHERIC ENVIRONMENT 44 巻 ( 3 ) 頁： 347-353 2010年1月

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<長田 和雄>

論文 - 長田 和雄

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