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持続可能な社会へ向けて北極域・雪氷圏の大気汚染（エアロゾル・PM2.5）・森林火災・雪氷・気候変動を繋ぎ、その関係性を解き明かす！
森林火災・大気汚染・雪氷・気候変動を繋ぐ北極域・雪氷圏を中心に活躍する大気環境科学の研究者
森林火災とその大気汚染（エアロゾル・PM2.5）、これらの発生要因分析と予測や、影響評価（気候、健康、経済など）に関する多角的な研究を観測からデータ解析・モデリングまで様々な研究手法で行っています。
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Yasunari et al. (2018, Sci. Rep.)の図1b。NASAのMERRA-2再解析データを使って算出した2014年7月25日の日平均PM2.5濃度。白丸は、札幌市の場所。
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Yasunari et al. (2022, J. Environ. Manage.)のプロトタイプからアップデートされた商用版の寒冷地仕様PM2.5測定装置。株式会社タナカ（http://kktanaka.co.jp/products）から誰でも購入可能（鉄箱＋PM2.5センサー部分は別途入手が必要）。
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Yasunari et al. (2021, Environ. Res. Lett.)で発見された西欧熱波とシベリア・亜寒帯北米（アラスカ・カナダ）の森林火災を同時に発生させうる気候（大気循環）パターン：高気圧性循環が北極の周りを取り囲むように配置するようなパターンであったことからcircum-Arctic wave（CAW）パターンと名付けられた。図は論文のFig. 9の日本語版（作製は、現・「理系漫画制作室株式会社」：https://www.sciencemanga.jp/）。
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Yasunari et al. (2024, Atmos. Sci. Lett.)で、2022年夏に、PM2.5測定装置（商用版）を使って、北極域のグリーンランド北西部カナックで初めて現地の大気環境、および野外廃棄物焼却時のPM2.5濃度を測定（図は、論文のGraphical Abstract）。
研究の内容
森林火災のニュースを近年頻繁に聞くようになりました。大規模な森林火災は発生域だけでなく、その風下域まで大気汚染（PM2.5）を輸送し、住んでいる人々に影響を与える可能性があります。そのため、森林火災や発生する大気エアロゾル（大気汚染）の発生要因の特定、その後の多様な影響評価（気候・健康・社会・経済的影響など）が求められています。また、得た知見を元に、これらの予測を可能にすることが発生域から風下域に住んでいる人々への対策の観点から極めて重要です。上記の目的のため、寒冷地仕様の持ち運び可能なPM2.5測定装置の開発とPM2.5等の大気質の多地点観測、大規模全球データ（衛星、モデル、再解析データ等）の解析、機械学習予測など様々な手法を駆使して研究を進めています（NASAとの共同研究や、異分野融合研究もしています）。
安成 哲平 特任准教授 Teppei J. Yasunari博士（環境科学） -
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グリーンランドにおける氷河氷床・海洋相互作用
温暖化するグリーンランドの沿岸環境
北極域に位置するグリーンランドでは、氷河氷床の質量が近年急速に減少しています。わたしたちは、氷河氷床と海洋が接するグリーンランド沿岸の環境変化に着目して、現地調査や人工衛星データを用いた研究を行っています。
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氷に覆われた北極域の島グリーンランド
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氷河上での観測風景
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年々後退する氷河の末端部
研究の内容
グリーンランドは日本国土の約6倍の面積を持ち、その80%が氷河氷床で覆われています。このグリーンランドの氷が、地球温暖化の影響を受けて急速に減少しています。特に氷床から海洋へ流れ込む氷河で顕著な変化が起きており、温暖化する海洋の影響を示唆しています。また融け水が海に流入して海水準が上昇する他、海洋循環や生態系の変化が予想されますが、その詳細は明らかになっていません。このような背景を受けて、氷河氷床と海洋の相互作用、その結果生じるグリーンランド沿岸環境の変化解明に取り組んでいます。特に北西部のカナック地域に焦点をあて、現地観測や人工衛星データ解析を実施しています。最終的には、環境変化が漁業や交通に与える影響を明らかにして、地元住民に成果をフィードバックすることを目指します。
杉山 慎 教授 Shin Sugiyama博士（地球環境科学） -
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光るプランクトン
カイアシ類のGFPとルシフェラーゼ
海洋生物の中には生物発光をする様々な生き物が居ます。プランクトンの中で最優占するカイアシ類から、蛍光タンパク質（green fluorescent protein: GFP）と分泌型ルシフェラーゼ（発光酵素）を同定しました。
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北極海では近年の海氷衰退により、もともと北極海にあった群集（左図の群集B）が、太平洋産種を含む亜寒帯性の群集（群集A）に代わりつつある様子が、1991/92年と2007/08年の比較で分かります。動物プランクトン相に優占するカイアシ類には、生物発光能力を持つ種も多く、右の写真はGFP（右上図）とルシフェラーゼ（右中図）を持つ種です（右下図はカイアシ類の明視野写真）。
研究の内容
動物プランクトンは、海洋生態系において基礎生産を高次生物に受け渡す、エネルギー転送者としての役割を持っています。北極海に優占する動物プランクトンはカイアシ類で、大半の種が1年以内の世代時間を持ち、かつホルマリン固定にて、半永久的な試料保存が可能なため、該当海域における生物生産の経年変動を評価するのに適した分類群です。またカイアシ類のうち、いくつかの種は生物発光能力があります。これは、暗い海の中で、捕食されそうになった時に発光し、捕食者への目くらましに使用すると考えられています。カイアシ類から、蛍光タンパク質（GFP）とルシフェラーゼ（発光酵素）を同定しました。
山口 篤 准教授 Atsushi Yamaguchi博士（水産学） -
