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南極氷床コアのダストとブラックカーボンの高精度・高時間分解能分析による古環境復元

Publicly Offered Research

Project AreaGiant reservoirs of heat/water/material : Global environmental changes driven by the Southern Ocean and the Antarctic Ice Sheet
Project/Area Number 20H04980
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionNational Institute of Polar Research

Principal Investigator

東 久美子  国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (80202620)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Keywords南極氷床コア / ブラックカーボン / ダスト
Outline of Research at the Start

本研究では、氷期・間氷期という大規模な気候変動が生じた際の、南極ドームふじコアにおけるダストとブラックカーボンの濃度、フラックス、粒径の変動を復元し、ダストとブラックカーボンの発生源や輸送・沈着過程の変動を解明する。また、南米大陸等、南半球の陸域で大規模な砂嵐や森林火災が発生した際にドームふじコアに出現するダスト及びBCの鋭い濃度ピークを抽出する。気候変動に伴い、これらのピークの原因となる砂嵐や森林火災の頻度と規模がどう変化したかを解明する。南極で掘削された他の氷床コアからも、同一の砂嵐や森林火災のイベントを抽出することで、ダストとBCを用いた複数の南極氷床コアの年代同期法を開発する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、ダストとブラックカーボン(BC)が放射強制力に及ぼす影響や、気候変動に伴う砂嵐・森林火災の変化のメカニズム解明に資するため、最終氷期最寒期~完新世中盤にかけての時代に着目し、南極ドームふじで掘削された氷床コア(ドームふじコア)のダストとBCを分析し、その変動を研究した。本年度は、昨年度に引き続き、氷床コア連続融解分析システム(CFAシステム)を用いて、ドームふじコアを高時間分解能で連続分析した。CFAシステムを構成するレーザー式水同位体比分析計で水の安定同位体比を分析し、気温変動を復元した。CFAシステムを構成するレーザー遮蔽式の固体微粒子分析計(Abakus)でダストの濃度と粒径分布の分析を、白熱式BC分析計でBCの濃度と粒径分布の高精度分析を実施した。CFAシステムによる高時間分解能の連続分析に加えて、CFAシステムで分注した融解水の一部を用いて、コールターカウンター分析を行い、ダストの粒径と濃度を50cm分解能で、高精度分析した。
本研究で取得したドームふじコアのデータを解析し、気温、BC、ダストの変動を高時間分解能で復元した。BCとダストについては、濃度だけでなく、粒径の変化も解析した。ダストの粒径の解析には、FPP、モード径、及びダスト粒子1個あたりの平均体積という指標を用いた。
分析データを解析し、気候変動に伴って、BCとダストの濃度だけでなく、粒径も大きく変化したことが明かになった。また、ダストの元素組成も変化したことが明かになった。さらに、ドームふじコアの解析結果を、ドームCコア及びWAISコアのデータと併せて解析し、気候変動に伴う南米の砂嵐や森林火災の発生状況や南極への輸送・沈着過程の変動に関する知見を得た。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Contrasting source contributions of Arctic black carbon to atmospheric concentrations, deposition flux, and atmospheric and snow radiative effects2022

    • Author(s)
      Matsui Hitoshi、Mori Tatsuhiro、Ohata Sho、Moteki Nobuhiro、Oshima Naga、Goto-Azuma Kumiko、Koike Makoto、Kondo Yutaka
    • Journal Title

      Atmospheric Chemistry and Physics

      Volume: 22 Issue: 13 Pages: 8989-9009

    • DOI

      10.5194/acp-22-8989-2022

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Measurement of number and mass size distributions of light-absorbing iron oxide aerosols in liquid water with a modified single-particle soot photometer2022

    • Author(s)
      Mori Tatsuhiro、Kondo Yutaka、Goto-Azuma Kumiko、Moteki Nobuhiro、Yoshida Atsushi、Fukuda Kaori、Ogawa-Tsukagawa Yoshimi、Ohata Sho、Koike Makoto
    • Journal Title

      Aerosol Science and Technology

      Volume: 57 Issue: 1 Pages: 35-49

    • DOI

      10.1080/02786826.2022.2144113

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of crystal orientation fabric in the Dome Fuji ice core in East Antarctica: implications for the deformation regime in ice sheets2022

    • Author(s)
      Tomotaka Saruya, Shuji Fujita, Yoshinori Iizuka, Atsushi Miyamoto, Hiroshi Ohno, Akira Hori, Wataru Shigeyama, Motohiro Hirabayashi, Kumiko Goto-Azuma
    • Journal Title

      The Cryosphere

      Volume: 16(7) Issue: 7 Pages: 2985-3003

    • DOI

      10.5194/tc-16-2985-2022

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] New technique for high-precision, simultaneous measurements of CH<sub>4</sub>, N<sub>2</sub>O and CO<sub>2</sub> concentrations; isotopic and elemental ratios of N<sub>2</sub>, O<sub>2</sub> and Ar; and total air content in ice cores by wet extraction2020

    • Author(s)
      Oyabu Ikumi、Kawamura Kenji、Kitamura Kyotaro、Dallmayr Remi、Kitamura Akihiro、Sawada Chikako、Severinghaus Jeffrey P.、Beaudette Ross、Orsi Ana?s、Sugawara Satoshi、Ishidoya Shigeyuki、Dahl-Jensen Dorthe、Goto-Azuma Kumiko、Aoki Shuji、Nakazawa Takakiyo
    • Journal Title

      Atmospheric Measurement Techniques

      Volume: 13 Issue: 12 Pages: 6703-6731

    • DOI

      10.5194/amt-13-6703-2020

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水中に含まれた黒色酸化鉄粒子濃度の測定法の確立2022

    • Author(s)
      森樹大, 近藤豊, 東久美子, 茂木信宏, 吉田敦, 福田かおり, 塚川佳美, 大畑祥, 小池真
    • Organizer
      エアロゾル学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of Light-absorbing Iron Oxide Aerosols in Liquid Water with a Modified Single-Particle Soot Photometer2022

    • Author(s)
      Mori, T., Kondo, Y., Goto-Azuma, K., Moteki, N., Yoshida, A., Fukuda, K., Ogawa-Tsukagawa, Y., Ohata, S., Koike, M.
    • Organizer
      American Association for Aerosol research
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Changes in flux, size and composition of dust at Dome Fuji, Antarctica across Termination I2022

    • Author(s)
      Kumiko Goto-Azuma, Motohiro Hirabayashi, Kaori Fukuda, Jun Ogata, Yoshimi Ogawa-Tsukagawa, Kyotaro Kitamura, Ayaka Yonekura, Shuji Fujita, Kenji Kawamura, Fumiko Nakazawa
    • Organizer
      The 13th Symposium on Polar Science
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High-resolution analyses of dust in the Dome Fuji deep ice-core from the LGM to mid-Holocene2022

    • Author(s)
      Kumiko Goto-Azuma, Motohiro Hirabayashi, Kaori Fukuda, Jun Ogata, Yoshimi Ogawa-Tsukagawa, Kyotaro Kitamura, Ayaka Yonekura, Shuji Fujita, Kenji Kawamura, Fumiko Nakazawa
    • Organizer
      IPICS Open science Conference
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Changes in concentration and size of black carbon particles at Dome Fuji, Antarctica across the Last Glacial Termination2022

    • Author(s)
      Kumiko Goto-Azuma, Nobuhiro Moteki, Kaori Fukuda, Jun Ogata, Tatsuhiro Mori, Sho Ohata, Yutaka Kondo, Makoto Koike, Motohiro Hirabayashi, Kyotaro Kitamura, Ayaka Yonekura, Shuji Fujita, Fumio Nakazawa, Yoshimi Ogawa-Tsukagawa, Kenji Kawamura
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 南極ドームふじ深層氷床コア中ダストの濃度と粒径の高時間分解能解析 -最終氷期最寒期~完新世中盤における変動-2021

    • Author(s)
      東久美子, 平林幹啓, 中澤文男, 藤田秀二, 福田かおり, 尾形純, 北村享太郎, 塚川佳美, 米倉綾香, 川村賢二
    • Organizer
      雪氷研究大会2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Continuous flow analysis of black carbon in Dome Fuji deep ice core over Termination I using a wide-range single-particle soot photometer2021

    • Author(s)
      Kumiko Goto-Azuma, Nobuhiro Moteki, Kaori Fukuda, Jun Ogata, Tatsuhiro Mori, Sho Ohata, Yutaka Kondo, Makoto Koike, Motohiro Hirabayashi, Kyotaro Kitamura, Ayaka Yonekura, Shuji Fujita, Fumio Nakazawa, Yoshimi Ogawa-Tsukagawa, Kenji Kawamura
    • Organizer
      The 12th Symposium on Polar Science
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of ultraviolet germicidal radiation on melted snow and ice samples for the inactivation of microorganisms2020

    • Author(s)
      Nakazawa, F., Goto-Azuma, K.
    • Organizer
      The 11th Symposium on Polar Science
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Continuous flow analysis of iron oxide in a Greenland ice core using a modified single-particle soot photometer2020

    • Author(s)
      Goto-Azuma, K., Moteki, N. Ogawa-Tsukagawa, Y., Fukuda, K., Ohata, S., Yoshida, A., Mori, T., Kondo, Y., Koike, M., Hirabayashi, M., Dallmayr, M., Ogata, J., Kitamura, K., Matoba, S., Aoki, T.,2020
    • Organizer
      The 11th Symposium on Polar Science
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 雪氷融解試料中の微生物固定を目的とした紫外線照射処理の検討(2)2020

    • Author(s)
      中澤 文男, 東 久美子
    • Organizer
      雪氷研究大会2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アイスコア連続融解分析システムを用いたドームふじ深層氷床コアの 高時間分解能固体微粒子分析2020

    • Author(s)
      東久美子, 尾形純, 福田かおり, 平林幹啓, 北村享太郎, 中澤文男, 小室悠紀, 塚川佳美, 藤田秀二, 米倉綾香, 川村賢二
    • Organizer
      雪氷研究大会2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-12-25  

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