バーバラ・J・フィンレイソン・ピッツ

バーバラ・J・フィンレイソン・ピッツは、カナダ系アメリカ人の大気化学者です。カリフォルニア大学アーバイン校の化学科教授であり、AirUCI研究所の所長です。^[1]フィンレイソン・ピッツとジェームズ・N・ピッツ・ジュニアは、「上層大気と下層大気の化学：理論、実験、および応用」（1999年）の著者です。 ^[2]彼女は2006年から米国科学アカデミーの会員であり、 ^{[3] 2017年の}ガーバン・オリン賞を受賞しています。^[4] 2016年には、米国科学アカデミーの報告書「大気化学研究の将来」の共同議長を務めました。^[5]

フィンレイソン・ピッツは、大気圏の上層と下層の化学と、大気中の化学反応が大気汚染や気候変動にどのように関与しているかを研究している。^{[6] [7] [8]} 彼女と彼女のチームは、大気圏の異なる層と層間の界面における粒子の気体反応を分子レベルで理解することに取り組んでいる。彼らはまた、空気と水の界面も研究している。^[9]彼女は、「米国および世界的に、あらゆるレベルの政府で気候変動に対処する緊急性」を強調している。 ^[10]

フィンレイソン・ピッツは、1970年にオンタリオ州ピーターボロのトレント大学で理学士号を取得しました。1971年にカリフォルニア大学リバーサイド校で化学の修士号を、1973年に博士号を取得しました。 ^{[1]カリフォルニア大学リバーサイド校で博士研究員を務めた後、1974年から1994年まで}カリフォルニア州立大学フラートン校で化学の教授を務めました。1994年にカリフォルニア大学アーバイン校の化学科に加わりました。^[11]

フィンレイソン・ピッツの研究は、粒子の気体反応の基本的な動力学、メカニズム、光化学について分子レベルで理解を深めることに焦点を当てています。彼女は特に、大気の異なる層と異なる層の界面で反応がどのように起こるかに興味を持っています。^{[12] [9]}対流圏と成層圏の研究に加えて、彼女は気体と液体が出会う空気と水の界面での相互作用を研究しています。層間の表面で起こる反応は、各層内で起こる反応とは異なる場合があります。^[9]

大気圏では、放出されたガスや粒子がさらに反応して新しい化学種を形成する可能性があります。一部の化合物は対流圏内では反応しないかもしれませんが、上層成層圏で分解され、さらなる変化に関与します。窒素酸化物と硫黄酸化物の気相中の無機化学は、窒素酸化物と硫黄酸化物の有機化合物との相互作用よりもよく理解されています。フィンレイソン・ピッツと彼女の同僚は、対流圏の化学、特に空気中の一酸化窒素（NO）から二酸化窒素（NO ₂）への変換と、それに続くオゾン、硝酸、有機硝酸塩の形成を理解するための重要な研究を行ってきました。^[12]

フィンレイソン・ピッツは、2009年に米国科学アカデミー紀要に発表された研究の筆頭著者であり、 化石燃料を燃焼すると窒素酸化物が放出され、これが塩化水素ガスと反応してスモッグ形成化合物を形成することを発見した。この研究では、水蒸気がこの反応を促進することも判明した。^[13]

フィンレイソン・ピッツと彼女のチームは、大気中に広く存在する化石燃料の燃焼から生成される2つの一般的な化合物である二酸化窒素（NO ₂）と五酸化二窒素（N ₂ O ₅）と、汚染された空気中で数ppbの濃度に達しているガス状塩化水素（HCl）との反応を調査した。研究の著者らは、N ₂ O _{5 はNO 2} ⁺ NO ₃ ⁻の非対称二量体として存在すると提唱した。彼らはまた、水分子がN ₂ O _{5のNO 2} ⁺ NO ₃ ⁻へのイオン化を促進するという仮説を立てた。NO _{2がHCl（NO 2} ⁺ NO ₃ ⁻の形態）と反応するとClOとHNO ₃が生成され、N ₂ O _{5 が}HClと反応するとClNO ₂とHNO ₃が形成される。^[13]

研究チームは、塩素窒素化合物の生成は、反応が屋内で起こると腐食しやすい電子機器の信頼性と寿命に悪影響を及ぼす可能性があると述べた。光吸収は近紫外線領域に入り、太陽放射だけでなく蛍光灯からの放射とも強く重なり、スモッグの原因となる。塩素含有分子は一酸化窒素（NO）と反応してオゾンを生成する。^[13]

2010年の論文で、フィンレイソン＝ピッツは下層大気の反応におけるハロゲンの役割を詳しく説明しました。彼女は、空気中の塩素イオンがオゾン層の形成を助け、臭素イオンがオゾン層の破壊を助けることを発見しました。両方のイオンは、海水と気相の循環により対流圏でよく見られます。^[14] 臭素よりも何倍も豊富な塩化物は、水相と気相の両方で窒素および酸素含有化合物と反応して、HCl、Cl ₂、ClNO ₂、ClO、OClOなど、光を散乱させるさまざまな分子を形成します。^[14]

フィンレイソン＝ピッツ氏はまた、2012年に米国科学アカデミー紀要で発表された研究の執筆に協力し、二次有機エアロゾルに対処するには新しいモデルが必要になるかもしれないという結論を出しました。^[15] フィンレイソン＝ピッツ氏は、カリフォルニア大学アーバイン校およびワシントン州リッチランドのパシフィック・ノースウェスト国立研究所の科学者と協力し、二次有機エアロゾルの形成に至るプロセスを研究しました。より具体的には、エアロゾルフローシステムを使用して、オゾンとNO _{3ラジカルによる}α-ピネンの同時酸化下での粒子形成を研究しました。α-ピネンは、温度と光の条件に応じて、さまざまな量で植物から放出されます。大気中のNO ₃ラジカルとα-ピネンが反応すると、揮発性の低い粒子が生成され、二次有機エアロゾルが生成されます。これらの粒子は以前は、小さな液滴に凝縮し、その液滴が蒸発するときに消散すると考えられていました。^[15] フィンレイソン・ピッツと彼女が研究したチームは、二次有機エアロゾルは実際には空気中の有機粒子にしっかりと付着することを発見しました。このため、以前のモデルでは、肺疾患と心臓病の両方に関連する空気中の微粒子の量を過小評価していました。^[16]

彼女の研究グループは、国立科学財団とエネルギー省から資金提供を受けています。彼らは、カリフォルニア大学アーバイン校全体の協力による大気界面化学理解のための大気統合研究（AirUCI）の一部です。AirUCIは、大気の空気と水の界面で起こるプロセスが空気の質と気候変動にどのような影響を与えるかを調査し、エネルギー使用、大気汚染、空気の質が人間の健康に与える影響に焦点を当てています。^{[9] [1]}

バーバラ・J・フィンレイソン・ピッツは1970年にジェームズ・ピッツ（1921年 - 2014年）と結婚した。ジェームズ・ピッツも化学者だった。^[17]彼は1994年に彼女を追ってカリフォルニア大学アーバイン校に移り、そこで2人は共同研究を行い、共著で本やその他の出版物を出版した。^[17]

• 1993年アメリカ科学振興協会フェロー^[1]
• 1999年「化学を通じた奉仕」賞、アメリカ化学会オレンジ郡支部^[1]
• 2004年アメリカ化学会環境科学技術創造的進歩賞^[1]
• 2007年リチャード・C・トルマン賞、アメリカ化学会南カリフォルニア支部^[11]
• 2009年クリーンエア連合カール・モイヤー科学リーダーシップおよび技術優秀賞^[1]
• 2017年ガーバン・オリン賞、アメリカ化学会^[1]
• 2019年王立化学協会環境賞^[18]