2022 Fiscal Year Annual Research Report
海氷表面に見られる有機臭素ガスの高濃度現象―低温化学反応チャンバー実験による検証
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20H04345
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
野村 大樹 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (70550739)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
薮下 彰啓 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (70371151)
山下 洋平 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50432224)
大木 淳之 北海道大学, 水産科学研究院, 准教授 (70450252)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 海氷 / 低温化学 / 結氷実験 / オゾン / ブロモホルム / 有機臭素ガス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高緯度海域に分布する海氷は、地球規模の気候変動を制御する要因として大きな役割を担っている。従来、海氷は、物質循環の観点において大気と海洋間の「障壁」として認識されてきた。しかし、実際、海氷表面では、結氷による濃縮効果によって溶存物質が高濃度化し、大気に対して放出源になることが予想される。ただ、極域の厳しい環境での観測の難しさにより、海氷表面での「低温化学」に関する反応機構の解明に至っていない。そこで、本研究では、自然界で起こる結氷現象を室内でのチャンバー実験で再現し、有機臭素ガス、特にブロモホルムに関して、海氷表面での化学反応機構・大気への放出過程を明らかにすることを目的とした。本課題は、極域大気中オゾン濃度の急激な減少を招く有機臭素ガスの発生源が特定されていないことから設定した。
マイナス25度の低温環境下においてチャンバーに入れた海水500ミリリッターを凍結させ、海氷表面部分にオゾンを供給した。すると、ブロモホルムの発生が確認された。これは、オゾンが海氷表面の臭素イオンを酸化することで、発生した次亜臭素酸が有機物と反応し、ブロモホルムが生成したと考えられる。また、海氷表面に供給するオゾン濃度を変化させることによって、生成するブロモホルム量に違いが生じるか検討した結果、海氷表面に供給するオゾンの濃度の増加に伴い、発生するブロモホルムの量は増加した。本研究より、海氷表面でのブロモホルム生成に関する化学反応機構・大気への放出過程に関する直接的なデータを実験的に得ることができた。これらの結果は、有機臭素ガスの大気への新たな発生源の提案となり、長年謎とされてきた大気中オゾン消失現象の原因解明に一石を投じることとなる。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Atmosphere-sea ice-ocean interaction study in Saroma-ko Lagoon, Hokkaido, Japan 20212022
Author(s)
Nomura, D., Ikawa, H., Kawaguchi, Y., Kanna, N., Kawakami, T. et al
Organizer
JPGU
Int'l Joint Research
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