2017 Fiscal Year Annual Research Report
炭素・水素同位体比の精密観測による大気中のメタン濃度変動の研究
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15H03722
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
森本 真司 東北大学, 理学研究科, 教授 (30270424)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 周司 東北大学, 理学研究科, 教授 (00183129)
後藤 大輔 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (10626386)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 温室効果気体 / メタン / 同位体比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・国立極地研究所に設置されている連続フロー式ガスクロマトグラフ・燃焼炉・質量分析計（GC-C-IRMS：MAT-252、MAT-253）と、東北大学に設置されている連続フロー式ガスクロマトグラフ・熱分解炉・質量分析計（MAT-deltaPLUS）について、分析精度を維持しつつ大量の大気試料分析を実施するため、適宜装置の不具合対応を行った。さらに、メタンの同位体比観測を行っている海外の研究機関と、メタンの炭素・水素同位体比（d13C、dD）スケールの比較実験を実施した。
・北極域4地点（スバールバル諸島ニーオルスン、カナダ・チャーチル、ロシア・スルグート、北太平洋）での大気採取法によるメタン濃度とメタンd13C、dDの時系列観測を維持すると共に、西太平洋を航行する民間コンテナ船上及び南極昭和基地で採取した大気試料の分析を行い、それぞれ高精度観測データを得た。また、同位体比分析値の連続性を維持・確認するために、定期的に同位体比スケールの確認実験行った。
・2007年に開始したカナダ・チャーチルにおけるメタン濃度、d13C、dDの観測について、データ解析を行った。まず高低気圧時間スケール（数日スケール）の変動に着目すると、夏季・冬季共にメタン濃度が大きく上昇するイベントが年に数度観測された。濃度と同位体比の関係と流跡線解析の結果から、夏季は近傍の湿地起源メタンによって、冬季は遠距離輸送されてきた化石燃料起源メタンによって濃度上昇が引き起こされていたことが明らかになった。メタン濃度の季節変化に着目し、大気中のメタン、13Cを含むメタン、2Hを含むメタンの変動に関する連立収支式に観測値を代入して解いたところ、メタン濃度の季節変化は、湿地起源のメタン放出量と大気中でのメタン消滅量の季節変化によって生じていることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
適宜質量分析計の不具合対応を行い、大量の大気試料分析を継続実施できたこと。さらに、本研究で得られたデータの解析から、クオリティの高い観測データを得つつあることが確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
北極域・西太平洋域・南極域で定期的に採取される大量の大気試料の高精度分析を継続し、世界的にみても不足しているメタン濃度と同位体比の時系列データを着実に蓄積すると共に、大気モデルを援用したデータ解析を行い、大気中メタン濃度の変動原因についての研究を推進する。
さらに、国際学会での発表や国際学術誌への投稿によって、得られた研究成果を公表する。
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[Presentation] Variations of atmospheric methane and its carbon and hydrogen isotopic ratios observed in the upper troposphere/lowermost stratosphere over the Eurasian Continent2017
Author(s)
Fujita, R., S. Morimoto, Y. Inai, S. Aoki, T. Machida, Y. Sawa, H. Matsueda, Y. Niwa, K. Tsuboi, K. Katsumata, T. Umezawa and T. Nakazawa
Organizer
10th International Carbon Dioxide Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Atmospheric methane variations observed in the upper troposphere/lowermost stratosphere over the Eurasian continent and their interpretation based on the carbon and hydrogen isotopic ratios2017
Author(s)
Fujita, R., S. Morimoto, Y. Inai, S. Aoki, T. Machida, Y. Sawa, H. Matsueda, Y. Niwa, K. Tsuboi, K. Katsumata, T. Umezawa and T. Nakazawa
Organizer
日本地球惑星科学連合大会
