Development of analytical methods for the measurements of ozone and NOx fluxes and applications at a forest site

• Project/Area Number: 16K00520
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: Teikyo University of Science & Technology
• Principal Investigator: Wada Ryuichi 帝京科学大学, 生命環境学部, 准教授 (90566803)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松見 豊 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 研究員 (30209605)
• Research Collaborator: TAKANASHI satoru ; MIYAMA takafumi ; TANI akira ; YONEMURA seiichiro ; UEYAMA masahito
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2016: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 窒素酸化物 / レーザー分光 / 森林 / フラックス / 森林生態系 / オゾン / レーザー誘起蛍光法 / LIF / NOｘ / 渦相関法 / NOx / 大気環境計測

Outline of Final Research Achievements

We developed a direct measurement technique for NO2 using a laser-based instrument. We then used the instrument to observe NO2 flux in a forest at the foot of Mt. Fuji for 10 days during autumn 2016, and for 12 days during summer 2018. The NO2 flux during the nighttime was close to zero; however the NO2 flux during the daytime showed emissions from the forest. Generally, forest is thought to be NO2 sinks, because NO2 is absorbed by plants through their stomata and deposits on plant leaves. Our results indicate that it may be possible that there is another mechanism for NO2 emissions from a forest.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

大気環境に影響を及ぼす反応性窒素ガスの発生・沈着の時間変動とその要因の解明が遅れている．森林生態系は反応性窒素ガスの発生・沈着の時間変動の要因の一つと考えられるものの森林内部空間における窒素酸化物の動態に関する研究は少ない．これは森林生態系における反応性窒素ガスの濃度を高い時間分解能で正確に計測できる分析装置がほとんどないことが一因である．いままで難しかった渦相関法による窒素酸化物フラックス計測手法を確立したことで，森林内部の窒素酸化物の放出・吸収量の日変化・季節変化を，定量的に解明し、その変動要因を明らかにすることが期待できる．

Research Products

• [Journal Article] Ground-based observation of lightning-induxed nitrogen oxides at a mountaintop in free troposphere (2019)
  • Author(s): R. Wada, Y. Sadanaga, S. Kato, N. Katsumi, H. Okochi, Y. Iwamoto, K. Miura, H. Kobayashi, M. Kamogawa, J. Matsumoto, S. Yonemura, Y. Matsumi, M. Kajino, S. Hatakeyama
  • Journal Title: Journal of Atmospheric Chemistry Volume: 未定 Issue: 2 Pages: 133-150
  • DOI: 10.1007/s10874-019-09391-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NOx酸化物質（NOz）計測手法の開発と山岳地域における実大気への応用 (2018)
  • Author(s): 和田龍一, 定永靖宗, 加藤俊吾, 勝見尚也, 大河内博, 岩本洋子, 三浦和彦, 小林拓, 鴨川仁, 松本淳, 米村正一郎, 松見豊, 梶野瑞王, 畠山史郎
  • Journal Title: 分析化学 Volume: 6
  • NAID: 130007393929
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Isotopic variations of CO2 and H2Ov associated with a typhoon and the Akisame front (2017)
  • Author(s): R. Wada, Y. Matsumi, T. Nakayama, T. Hiyama, Y. Fujiyoshi, N. Kurita, K. Muramoto, S. Takanashi, N. Kodama
  • Journal Title: Isot. Environ. Health Stud. Volume: 53 Issue: 6 Pages: 646-659
  • DOI: 10.1080/10256016.2017.1348351
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 山岳道路車両規制が与える大気汚染物質濃度への影響と近隣森林内大気への影響の解明 (2016)
  • Author(s): 和田龍一, 神林学, 高梨聡, 深山貴文, 中野隆志, 谷晃, 米村正一郎, 松見豊
  • Journal Title: 富士山研究 Volume: 10 Pages: 1-7
  • NAID: 40020879847
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] In situ measurement of CO2 and water vapor isotopic compositions at a forest site using mid-infrared laser absorption spectroscopy (2016)
  • Author(s): R. Wada, Y. Matsumi, S. Takanashi, Y. Nakai, T. Nakayama, M. Ouchi, T. Hiyama, Y. Fujiyoshi, T. Nakano, N. Kurita, K. Muramoto, N. Kodama
  • Journal Title: Isotopes in Environmental and Health Studies Volume: 52 Pages: 603-618
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Observation of vertical profiles of NOx, O3, and VOCs to estimate their sources and sinks by inverse modelling in a Japanese larch forest (2019)
  • Author(s): R. Wada, M. Ueyama, A. Tani, T. Mochizuki, Y. Miyazaki, K. Kawamura, Y. Takahashi, N. Saigusa, S. Takanashi, T. Miyama, T. Nakano, S. Yonemura, Y. Matsumi, G. Katata
  • Organizer: International Symposium on Agricultural Meteorology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 富士山麓森林におけるO3とNOxの計測 (2019)
  • Author(s): 和田龍一
  • Organizer: 平成30年度陸域生態系モニタリング研究集会
  • Invited
• [Presentation] Direct grand-based observation of lightning-induced nitrogen oxides in the free troposphere (2018)
  • Author(s): Ryuichi Wada, Yasuhiro Sadanaga, Shungo Kato, Naoya Katsumi, Hiroshi Okochi, Yoko Iwamoto, Kazuhiko Miura, Hiroshi Kobayashi, Masashi Kamogawa, Jun Matsumoto, Seiichiro Yonemura, Yutaka Matsumi, Mizuo Kajino, Shiro Hatakeyama,
  • Organizer: 2018 joint 14th iCACGP Quadrennial Symposium and 15th IGAC Science Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オゾンと二酸化窒素のフラックス計測手法の開発と森林生態系における応用 (2018)
  • Author(s): 和田龍一, 松見豊, 高梨聡, 深山貴文, 望月智貴, 谷 晃, 米村正一郎, 植山雅仁,高木健太郎, 宮﨑雄三, 堅田元喜, 中野隆志, 反町篤行
  • Organizer: 第59回大気環境学会年会
• [Presentation] 富士山麓森林におけるオゾンフラックスの通年観測 (2018)
  • Author(s): 伊藤淳平, 和田龍一, 高梨聡, 深山貴文, 岡野通明, 中野隆志, 望月智貴, 谷 晃, 米村正一郎, 高木健太郎, 松見豊, 植山雅仁, 宮﨑雄三
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合 連合大会2018
• [Presentation] レーザー誘起蛍光法を用いた森林生態系におけるNO2フラックスの計測 (2018)
  • Author(s): 奥野佳司, 和田龍一, 松見豊, 高梨聡, 深山貴文, 望月智貴, 谷 晃, 米村正一郎, 植山雅仁, 高木健太郎, 堅田元喜, 中野隆志, 反町篤行
  • Organizer: 日本農業気象学会北陸支部関東支部2018年度合同例会
• [Presentation] 富士山土壌から放出されるCO2およびNOの測定 (2018)
  • Author(s): 常木 大樹, 和田 龍一, 米村 正一郎
  • Organizer: 第20回富士山セミナー
• [Presentation] 富士山頂から富士山麓森林における大気の特徴 (2018)
  • Author(s): 和田龍一
  • Organizer: 富士山世界遺産センター 特別講演会
  • Invited
• [Presentation] 富士山頂におけるNOyの計測 (2017)
  • Author(s): 和田龍一, 定永靖宗, 加藤俊吾, 勝見尚也, 大河内博, 岩本洋子, 三浦和彦, 小林拓, 鴨川仁, 松本淳，米村正一郎
  • Organizer: 富士山頂第10回成果報告会
  • Place of Presentation: 東京(東京理科大学)
  • Year and Date: 2017-03-05
• [Presentation] 山岳道路沿道における窒素酸化物濃度と変動要因の解明 (2017)
  • Author(s): 和田龍一, 松見豊, 中山智喜, 米村正一郎, 谷 晃, 中野隆志, 加藤俊吾
  • Organizer: 第58回大気環境学会年会
• [Presentation] NOy measurements at the top of Mt. Fuji (2017)
  • Author(s): Ryuichi Wada, Yasuhiro Sadanaga, Shungo Kato, Naoya Katsumi, Hiroshi Okochi, Yoko Iwamoto, Kazuhiko Miura, Hiroshi Kobayashi, Hitoshi Kamogawa, Jun Matsumoto, Seiichiro Yonemura
  • Organizer: 2017 Symposium on Atmospheric Chemistry & Physics at Mountain Sites
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 富士山頂における窒素酸化物濃度の変動とその要因の解明 (2017)
  • Author(s): 和田龍一, 定永靖宗, 加藤俊吾, 勝見尚也, 大河内博, 岩本洋子, 三浦和彦, 小林拓, 鴨川仁, 松本淳，米村正一郎, 松見豊
  • Organizer: 第23回大気化学討論会
• [Presentation] 富士山麓森林におけるオゾンフラックスの通年観測 (2017)
  • Author(s): 杉山薫, 和田龍一, 高梨聡, 深山貴文, 中野隆志, 望月智貴, 谷 晃, 米村正一郎, 高木健太郎, 松見豊, 植山雅仁, 宮崎雄三
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合 連合大会2017
• [Presentation] 富士山麓森林における二酸化窒素のフラックス算出に関する検討 (2017)
  • Author(s): 和田龍一, 松見豊, 高梨聡, 深山貴文, 谷 晃, 米村正一郎, 植山雅仁
  • Organizer: 2017生物地球化学研究会現地セッション
• [Presentation] 富士山麓森林におけるオゾンと窒素酸化物フラックス計測の検討 (2016)
  • Author(s): 和田龍一, 松見豊, 高梨聡, 深山貴文, 中野隆志, 望月智貴, 谷 晃, 米村正一郎, 植山雅仁, 宮崎雄三
  • Organizer: 第22回大気化学討論会
  • Place of Presentation: 札幌市（北海道大学）
  • Year and Date: 2016-10-12
• [Presentation] 富士山頂におけるNOy濃度の変動とその要因の解明 (2016)
  • Author(s): 和田龍一, 定永靖宗, 加藤俊吾, 勝見尚也, 大河内博, 岩本洋子, 三浦和彦, 小林拓,鴨川仁, 松本淳, 米村正一郎
  • Organizer: 第57回大気環境学会年会
  • Place of Presentation: 札幌市（北海道大学）
  • Year and Date: 2016-09-07
• [Presentation] 富士山頂における総反応性窒素酸化物（NOy）の計測 (2016)
  • Author(s): 丸山拓哉, 谷口正浩, 鈴木聖人, 和田龍一
  • Organizer: 第18回富士山セミナー
  • Place of Presentation: 富士吉田市（山梨県富士山科学研究所）
• [Presentation] レーザー誘起蛍光法を用いたNO計測手法検討と野外計測への適用 (2016)
  • Author(s): 吉田清重, 滝沢麻緒, 和田龍一, 車裕輝, 中山智喜, 鶴丸央, 坂本陽介, 梶井克純, 定永靖宗, 中嶋吉弘, 松田和秀, 加藤俊吾, 松見豊
  • Organizer: 平成28年度日本化学会関東支部群馬地区研究交流発表会
  • Place of Presentation: 高崎市（量子科学技術研究開発機構 高崎量子応用研究所）
• [Presentation] 富士山麓アカマツ林におけるオゾンフラックス (2016)
  • Author(s): 熊谷凌太, 和田龍一, 高梨聡, 深山貴文, 中野隆志, 谷 晃, 米村正一郎
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合 連合大会2016
  • Place of Presentation: 幕張市（幕張メッセ）
• [Remarks] 帝京科学大学 教員詳細 和田龍一
  • URL: http://www.ntu.ac.jp/research/kyoin/seimei/kankyo/wada.html