洋上水蒸気の安定同位体比測定による南極アイスコア水蒸気起源海域の環境変動復元

• Project/Area Number: 05J10029
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 植村 立 National Institute of Polar Research, 研究教育系, 特別研究員(PD) (00580143)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 安定同位体 / 水蒸気 / 氷床コア / 南極 / d-exeess / アイスコア / 質量分析 / d-excess

Research Abstract

本研究は、アイスコアの水同位体比を水蒸気から雪に至るまでの循環の視点で捉え、特にアイスコアの雪の起源(初期値)としての海洋上での水蒸気に注目して同位体比分析を行う。さらに、その結果を世界的にも数少ない極域深層アイスコアである南極ドームふじアイスコアのd-excess記録の解析に利用し、気候変動メカニズムに関する新たな知見を得ることを目的としている。
本年度は、以下の研究を実施した。
1)本計画で実施した水蒸気の水安定同位体比試料の解析
南極海航海で採取した水蒸気試料について、得られたデータの解析を実施した。(本研究のために開発した少量試料の質量分析の改良については、昨年度に国際誌に論文として発表済み)。観測結果はd-excessが相対湿度、海面水温と有意な相関があることを示している。また、近年開発された同位体大気大循環モデルの結果との比較を行った結果、絶対値としてはモデルがやや過小評価であることがわかった。この結果は、国際誌に投稿済みである(査読中)。
2)南極アイスコアの解析
南極ドームふじ氷床コアについて、d-excessから復元した水蒸気起源変動を考慮した正確な気温復元を行った。大気のN2/02変動から決められた年代軸を用いて南極の気温と北半球日射量変動のタイミングと整合的であることを見出した(論文公表済み)。また、第二期ドームふじ氷床コアの水同位体比の測定を実施した。

Research Products

• [Journal Article] Northern Hemisphere forcing of climatic cycles in Antarctica over the past 360,000years (2007)
  • Author(s): K. Kawamura, F. Parrenin, L. Lisiecki, R. Uemura, et. al.
  • Journal Title: Nature 448 Pages: 912-916
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oxygen-18 of water from Dome Fuji ice core, Antarctica: Measurement and preliminary result (2007)
  • Author(s): R. Uemura, et. al.
  • Journal Title: Proceedings of the 14th KOPRI international symposium on polar sciences Pages: 5-7
• [Journal Article] Deuterium and Oxygen-18 Determination of Microliter Quantities of a Water Sample Using an Automated Equilibrator (2007)
  • Author(s): R.Uemura, Y.Matsui, H.Motoyama, N.Yoshida
  • Journal Title: Rapid communications in Mass Spectrometry (印刷中)
• [Journal Article] 水の安定同位体比による古気温推定の研究-極域氷床コアからの数千年スケールの気候変動の復元- (2007)
  • Author(s): 植村 立
  • Journal Title: 第四紀研究(総説) 46(2) Pages: 147-164
  • NAID: 10023992803
• [Journal Article] Estimation of net accumulation rate at a Patagonian glacier by ice core analyses using snow algae (2007)
  • Author(s): Koshima, S., Takeuchi, N., Uetake, J., Shiraiwa, T., Uemura, R., Yoshida, N., Matoba, S., Godoi, M.A.
  • Journal Title: Global and Planetary Change (印刷中)
• [Journal Article] Isotopic fractionation of water during snow formation : Experimental evidence of kinetic effect (2005)
  • Author(s): R.Uemura, Y.Matsui, N.Yoshida, O.Abe, S.Mochizuki
  • Journal Title: Polar Meteorology and Glaciology 19 Pages: 1-14
• [Journal Article] Botanical and geographical origin identification of industrial ethanol by stable isotope analyses of C, H, O (2005)
  • Author(s): K.Ishida-Fujii, S.Goto, R.Uemura, K.Yamada, M.Sato, N.Yoshida
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 69,11 Pages: 2193-2199
  • NAID: 130000030494
• [Journal Article] A review of Antarctic surface snow isotopic composition: observations, atmospheric circulation and isotopic modelling
  • Author(s): V. Masson-Delmotte, et. al.
  • Journal Title: Journal of Climate (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Vapor isotopes in the ocean and water isotopes from the Dome Fuji icecore, Antarctica (2007)
  • Author(s): R. Uemura and DF ice core project members
  • Organizer: International Symposium on Water Isotopes and Climates
  • Place of Presentation: Nagoya University
  • Year and Date: 2007-12-01
• [Presentation] Oxygen-18 of water from Dome Fuji ice core, Antarctica: Measurement and preliminary result (2007)
  • Author(s): R. Uemura, et. al.
  • Organizer: The 14th KOPRI international symposium on polar sciences
  • Place of Presentation: Inchon, Korea
  • Year and Date: 2007-05-15
• [Presentation] Spatial and temporal relations between isotope ratios of water vapor and ocean surface conditions in the southern ocean (2007)
  • Author(s): R. Uemura, et. al.
  • Organizer: The International Union of Geodesy and Geophysics
  • Place of Presentation: Perugia, Italy,
• [Presentation] 南半球海洋上での水蒸気の水素・酸素安定同位体比観測-南極氷床に降雪をもたらした水蒸気の起源- (2007)
  • Author(s): 植村立, et. al.
  • Organizer: 日本地球惑星連合2007年大会
  • Place of Presentation: 幕張、千葉