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三酸素同位体組成を指標とした南極の大気酸化力の復元

Research Project

Project/Area Number 17J08978
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Environmental dynamic analysis
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

石野 咲子  東京工業大学, 物質理工学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords南極 / 三酸素同位体組成 / エアロゾル / 硫酸 / 大気酸化力
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、大気中の硫酸の三酸素同位体組成(Δ17O値)に基づき、現在の南極における硫酸生成過程(大気酸化過程)を理解することを目的とし、(1)南極沿岸部・内陸部の2地点におけるエアロゾル中の硫酸のΔ17O値の通年観測、(2)同試料の硫黄安定同位体組成(δ34S値)に基づく硫黄起源の推定、(3)全球大気化学輸送モデルを用いたΔ17O推定値と(1)の観測値の比較による硫酸生成過程の定量評価、の3段階で研究を行った。
本年度は、沿岸部・内陸部で観測したδ34S値を比較することで、従来指摘されていた輸送中の大気化学反応における指標の変化(同位体分別)を評価した。その結果、δ34S値は両地点において季節変動傾向および程度が一致していたことから、輸送中の指標の変化は無視できる程度であることが判明した。これにより、δ34S値から、大気硫酸に占める海洋生物由来(海洋表層の藻類が生成する硫化ジメチル(DMS)由来)と非海洋由来の画分の寄与率を推定できることが確認された。この結果に基づき、南極大気中の硫酸は年間80%以上が海洋生物由来であると見積もられた。ただし冬季には、非海洋由来の硫酸が優先していることがわかった。
続いて、既存の全球化学輸送モデル(GEOS-Chem)にΔ17O値の計算プログラムを導入し、Δ17O推定値を算出した。モデル推定値は沿岸・内陸ともに夏には約1‰、冬には約2‰となる明確な季節変動を示し、(1)の観測値と概ね一致していた。しかし、同モデルでは海洋生物由来のDMSを過大評価する傾向があり(Chen et al., 2018, ACP)、冬季については前述の硫黄起源の変化が再現されていない可能性が示唆される。
今後、南極アイスコア中のΔ17O記録に基づく過去の大気酸化過程復元への展開に向けて、非海洋由来の硫酸によるΔ17O値への影響評価が課題である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] IGE, Universite Grenoble Alpes/CNRS/Ecole Normale Superieure (LGL-TPE)(フランス)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Washington(米国)

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      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] グルノーブルアルプス大学/CNRS(フランス)

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      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ワシントン大学(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] A simple and reliable method reducing sulfate to sulfide for multiple sulfur isotope analysis2018

    • Author(s)
      Lei Geng, Joel Savarino, Clara Savarino, Nicolas Caillon, Pierre Cartigny, Shohei Hattori, Ishino Sakiko, Naohiro Yoshida
    • Journal Title

      Rapid Communications in Mass Spectrometry

      Volume: 32 Issue: 4 Pages: 333-341

    • DOI

      10.1002/rcm.8048

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 東南極における大気硫酸の硫黄安定同位体組成の季節変動と大気硫黄循環への示唆2019

    • Author(s)
      石野 咲子、服部 祥平、Joel Savarino、Michel Legrand、Susanne Preunkert、Bruno Jourdain、Francis Albarede、Emmanuelle Albalat、吉田 尚弘
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatio-temporal variations of 17O excess of sulfate over Antarctica: reconciling observations and modeling2018

    • Author(s)
      S. Ishino, S. Hattori, B. Alexander, Q. Chen, J. Shao, A. Yamada, N. Yoshida, M. Legrand, J. Savarino
    • Organizer
      2018 joint 14th iCACGP Quadrennial Symposium/15th IGAC Science Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Seasonality in sulfur isotopic compositions of atmospheric sulfate and its implications for atmospheric sulfur cycles in East Antarctica2018

    • Author(s)
      S. Ishino, S. Hattori, J. Savarino, M. Legrand, E. Albalat, F. Albarede, S. Preunkert, B. Jourdain, N. Yoshida
    • Organizer
      The Ninth Symposium on Polar Science
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Do hypohalous acids play important roles on sulfate formation in the Antarctic atmosphere?2018

    • Author(s)
      石野咲子
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of oxidation chemistry in the Antarctic atmosphere using triple oxygen isotopic compositions of sulfate, nitrate and ozone2017

    • Author(s)
      Sakiko Ishino
    • Organizer
      The 6th International Education Forum of Academy for Co-creative Education of Environment and Energy Science
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  • [Presentation] 硫酸・硝酸の三酸素同位体組成を指標とした南極の大気酸化環境の解析2017

    • Author(s)
      石野咲子
    • Organizer
      第23回大気化学討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 南極沿岸デュモンデュルビル基地における大気硫酸の硫黄安定同位体組成の季節変動2017

    • Author(s)
      石野咲子
    • Organizer
      日本地球化学会第64回年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 硫酸・硝酸の三酸素同位体組成を指標とした南極の大気酸化環境の解析2017

    • Author(s)
      石野咲子
    • Organizer
      日本地球化学会第64回年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] A year-round observation of sulfur isotopic compositions of atmospheric sulfate at Dumont d'Urville, coastal Antarctica2017

    • Author(s)
      Sakiko Ishino
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
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      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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