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2012 Fiscal Year Annual Research Report

南極・グリーンランド氷床コアを用いた過去13万年間のメタン循環の解明

Research Project

Project/Area Number 22310003
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

中澤 高清  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (30108451)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsメタン / 氷床コア / 濃度 / 同位体比 / 循環 / 氷期 / 間氷期 / 大気輸送モデル
Research Abstract

本研究は、深層氷床コアを用いて過去13万年の大気中CH4濃度を復元し、大気モデルやCH4の同位体比を基に自然起源CH4の循環の観点からその変動を解釈する事を目的としている。今年度に得られた研究実績の概要は以下の通りである。
1. 南極ドームふじコア、グリーンランドNGRIPコアおよびNEEMコアからの空気抽出とそのCH4濃度の分析を継続して行い、さらにドームふじコアについては、CH4のδ13CとδD、およびO2/N2比の分析も実施した。堆積モデルあるいは測定されたO2/N2比を用いて氷床コアの年代を決定し、圧密モデルを用いて氷とそれに含まれる空気の年代差を推定した。また、上記の方法によるコア年代は不確定を含むので、南北両半球の大気交換時間を考えるとCH4濃度の時間変動パターンは南北両極でほぼ同じであると期待されることを利用して、両極コアの時間軸の相対的な誤差を最少化した。このようにして決定した空気年代を基にして、完新世からウイスコンシン氷期を経てイーミヤン間氷期に及ぶそれぞれの要素の時間変動を復元した。
2. 南北両極の氷床コアから復元されたCH4濃度と気温の指標となるコアのδ18Oを比較検討し、過去13万年間にわたるCH4濃度の時間変動の詳細な特徴を明らかにした。また、復元されたCH4濃度の南北差を大気輸送モデルで解析することにより、自然起源CH4放出の時間的・空間的変動を明らかにし、その原因を考察した。さらに、復元されたCH4のδ13CとδDの時系列を基にして主因となるCH4放出を起源別に推定し、氷期・間氷期におけるCH4濃度の変動の解釈を行うと同時に、先行研究による放出源シナリオの妥当性を検討した。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 温室効果気体の変動と循環 ~その理解に向けた研究の歩み~2013

    • Author(s)
      中澤高清
    • Journal Title

      天気

      Volume: 60 Pages: 145-163

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Contributions of natural and anthropogenic sources to atmospheric methane variations over Western Siberia estimated from its carbon and hydrogen isotopes2012

    • Author(s)
      T. Umezawa, T. Machida, S. Aoki and T. Nakazawa
    • Journal Title

      Global Biogeochem. Cycles

      Volume: 26 Pages: GB4009

    • DOI

      doi:10.1029/2011GB004232

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Carbon and hydrogen isotopic ratios of atmospheric methane in the upper troposphere over the western Pacific2012

    • Author(s)
      T. Umezawa et al.
    • Journal Title

      Atmos. Chem. Phys.

      Volume: 12 Pages: 8095―8113

    • DOI

      doi.10.1029/2010JD015545

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new multi-gas constrained model of trace gas non-homogeneous transport in firn: evaluation and behaviour at eleven polar sites2012

    • Author(s)
      E. Witrant et al.
    • Journal Title

      Atmos. Chem. Phys.

      Volume: 12 Pages: 11465―11483

    • DOI

      Doi 10.5194/Acp-12-11465-2012

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gas transport in firn: multiple-tracer characterisation and model intercomparison for NEEM, Northern Greenland2012

    • Author(s)
      C. Buizert et al.
    • Journal Title

      Atmos. Chem. Phys.

      Volume: 12 Pages: 4259―4277

    • DOI

      Doi 10.5194/Acp-12-4259-2012

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Histories of atmospheric methane and its carbon and hydrogen isotopic ratios over the last 250 years obtained from an ice core and firn air

    • Author(s)
      T. Umezawa et al.
    • Organizer
      EGU General Assembly 2012
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
  • [Presentation] Accurate age scale of the Dome Fuji ice core, Antarctica from O2/N2 ratio of trapped air

    • Author(s)
      K. Kawamura et al.
    • Organizer
      EGU General Assembly 2012
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
  • [Presentation] Multi-millennial-scale climatic variations in Antarctica for the last eight glacial periods

    • Author(s)
      K. Kawamura et al.
    • Organizer
      SCAR OSC
    • Place of Presentation
      Portland, USA
  • [Presentation] Climatic and atmospheric histories over the past 700,000 years from the Dome Fuji deep ice core, Antarctica

    • Author(s)
      K. Kawamura et al.
    • Organizer
      G-COE 2012 Symposium
    • Place of Presentation
      仙台
    • Invited
  • [Presentation] Accurately dated 700,000-year climatic record from the Dome Fuji ice core, Antarctica

    • Author(s)
      K. Kawamura et al.
    • Organizer
      International Partnerships in Ice Core Sciences First Open Science Conference
    • Place of Presentation
      Cote d'Azur, France
  • [Presentation] Global methane simulation for the period 1910-2010 using atmospheric general circulation model based chemistry transport model

    • Author(s)
      A. Ghosh et al.
    • Organizer
      Third International Symposium on the Arctic Research
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] Reconstruction of past variations of δ13C and δD in atmospheric CH4 from its vertical distribution observed in NGRIP firn

    • Author(s)
      S. Sugawara et al.
    • Organizer
      Third International Symposium on the Arctic Research
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] Model resolution comparison for methane simulation in the Arctic region

    • Author(s)
      K. Ishijima et al.
    • Organizer
      Third International Symposium on the Arctic Research
    • Place of Presentation
      東京
  • [Remarks] 東北大学大学院理学研究科 大気海洋変動観測研究センター 物質循環学分野

    • URL

      http://tgr.geophys.tohoku.ac.jp/

URL: 

Published: 2014-07-24  

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