| Project/Area Number |
23K03487
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17020:Atmospheric and hydrospheric sciences-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
村田 功 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (00291245)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長濱 智生 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (70377779)
森野 勇 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 室長 (90321827)
中島 英彰 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 特命研究員 (20217722)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | メタン同位体 / 赤外分光 / FTIR / メタン / 同位体 |
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| Outline of Research at the Start |
メタンは温室効果ガスであるとともに大気化学的にも重要な気体であるが、年々の増加率の変動が大きくその要因に不明な部分が多くある。発生源としては人為起源が多いが、メタン生成菌を介した発生の比率が高いため、気温などの年々変動の影響を受ける。それぞれの発生源の寄与率を推定する上で同位体比の変動が重要な情報源となる。本研究では、フーリエ変換型赤外分光計(FTIR)を用いた地上分光観測のスペクトルからメタン同位体を導出する手法を開発し、これをつくば・陸別・南極昭和基地の観測データに適用してその時空間変動からメタン発生源の分布や経年変化を推定する手法を確立することをめざす。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はフーリエ変換型分光計(FTIR)観測による赤外分光スペクトルからメタンの同位体を導出する手法の開発を目的としている。同位体比は発生源や化学反応によって変化するため、大気中の同位体比を測定することでこれらの情報が得られる。赤外分光では絶対値を精度よく導出することが難しいためこれまでほとんど試みられていないが、相対変動であれば解析可能と考え解析を始めた。
本年度はメタン同位体の中で相対変動が比較的大きいCH3Dについて解析を進めた。メタンは3um帯および8um帯に多くの吸収線を持つため、CH3Dの解析では3um帯、8um帯それぞれで複数の吸収線を同時に解いている。ただ、いずれも吸収のピークが数％以下の弱い吸収線しかないため解析誤差が比較的大きく、当初の解析では3um帯、8um帯それぞれから導出したCH3Dを用いて別途解析しているCH4との比から水素同位体比(δD)を求めてみると、経年変化の傾向が異なるといった問題があった。そこで、HITRANデータベースから吸収線強度のなるべく大きな吸収線を選び出し、解析波数領域の変更やフィッティングパラメータの変更などを行ったところ、3um帯と8um帯での経年変化の傾向はほぼ一致するようになった。この経年変化はここ数年は減少傾向を示しており、この傾向はサンプリングによる地上観測の結果と整合的であった。解析パラメータは引き続き改良中であるが、これによりある程度メタンのδDの相対変動が導出できる見込みがついた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初は2024年度には開発した解析手法を用いて日本のFTIR観測地点（つくば・陸別・南極昭和基地）のメタン同位体比の経年変化やその要因を解析する予定であったが、CH3Dには弱い吸収線しかないことから解析手法の開発に時間がかかっている。ただ、解析パラメータの改良によりメタンのδDの相対変動が導出できる見込みはついたので、今後は精度確認や経年変化の要因解析に進みたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
2025年度は最終年度となるので、開発したCH3Dの解析手法をまとめ、経年変化の要因について解析を進めて国際学会での発表を行う。その後、CH3Dの解析手法の論文化を進める。
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