2022 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of climate change and carbon/oxygen cycles based on innovative observations of atmospheric constituents
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22H05006
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
石戸谷 重之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究グループ長 (70374907)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠嶋 康徳 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 (40227559)
菅原 敏 宮城教育大学, 教育学部, 教授 (80282151)
奈良 英樹 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (30534490)
森本 真司 東北大学, 理学研究科, 教授 (30270424)
丹羽 洋介 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (70588318)
後藤 大輔 国立極地研究所, 先端研究推進系, 助教 (10626386)
石島 健太郎 気象庁気象研究所, 気候・環境研究部, 主任研究官 (90399494)
坪井 一寛 気象庁気象研究所, 気候・環境研究部, 室長 (10553167)
青木 伸行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (60414356)
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| Project Period (FY) |
2022-04-27 – 2027-03-31
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| Keywords | 広域三次元大気観測 / 酸素・アルゴン・COS濃度 / 成層圏重力分離・空気年齢 / COS同位体比・酸素同位体比 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
船舶による広域ArおよびCOS濃度観測の早期開始に向けて、採取装置・容器の試験と、試験観測により得られた試料の大気主成分及びCOS濃度の分析を行った。観測結果からinlet fractionationによる成分分別の可能性が見出されたことから、空気取入口の改造を行い、最新の試料分析の結果から分別の最小化に成功したことが示唆された。大気球実験による成層圏重力分離等観測の実施に必要となる観測装置の更新・改良を進めるとともに、アーカイブ試料の分析を進めて、過去32年間の日本上空成層圏重力分離の変動を明らかにした。得られた長期変動と高度分布の解釈に必要となる成層圏重力分離シミュレーションの改良を進めた。 地上、船舶、航空機によるO2及びCO2濃度広域観測を維持し、これまでに得られたデータを、超高精度O2標準ガスに基づき基準を統一して大気輸送モデル逆解析用のデータとして整備した。超高精度分析の場合には、標準ガス分析とフラスコ分析の比較結果は必ずしも整合しない場合があるため、フラスコサンプルについて国内機関での比較を進めた。O2及びAr濃度のフォワード計算を実施するとともに、APO及びCOS濃度の国際的なモデル比較実験に参加し、シミュレーション結果を提出した。また、予備的に30年超の長期CO2逆解析を実施しO2観測に基づく炭素収支推定との比較解析に着手した。国内6サイト、南極昭和基地、北極ニーオルスンの各地上基地においてAr濃度観測を実施した。 森林チャンバー実験による酸素のd18O変動観測、ArおよびCOS観測標準の確立、新規導入質量分析計およびレーザー分析計の調整をそれぞれ推進した。
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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
広域O2濃度観測を計画通り維持し、逆解析のための予備的データセットの整備や、観測データの基準統一に向けたサンプル比較分析や標準ガス調製も進んでいる。逆解析の前段階として、フォワード計算によるO2濃度シミュレーションも順調に進んでいる。Ar濃度の広域展開に向けた広域船舶観測の課題の洗い出し・解決もほぼ完了し、後は採取システム構成の判断とそれに応じた改造、新規導入質量分析計の調整・自動化によるサンプル処理速度向上が残された課題である。成層圏観測については、世界的なヘリウム供給不足問題等によりR5年度の実験実施は断念しR6年度実施を目指すこととしたが、観測装置の更新と改良は順調に進展しており、また、アーカイブ試料の活用により過去30年以上の成層圏重力分離の変動を世界で初めて明らかにし、その解釈のためのモデルシミュレーションも進捗している。COS濃度については船舶による試験観測と標準の確立が、COS同位体比は新規導入質量分析計の調整が、それぞれ順調に進捗している。酸素のd18Oは土壌チャンバー観測で明瞭な変動が捉えられ、さらに、大気の極微小変動を検出できているかについてboxモデルを用いた評価も進めている。以上から、全体として概ね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
代表・分担者がそれぞれの機関の観測網の維持に直接関わっている状況であり、質量分析計やレーザー分析計等の新たな分析装置の立ち上げ・自動化や大気モデルシミュレーションの改良も自ら行なっているため、成果創出までに一定の時間を要する状況であるが、サブテーマ毎に緊密な打合せを行い全体としても年２回以上のミーティングを持つことで認識の擦り合わせを行い、進捗が早い内容から成果発表を進めていき最終年度までに包括的な統合解析を進められるよう、効果的なエフォート・予算配分を行なっていく。また、自動化が完了した分析装置については、実験補助員の雇用により研究者の負担を減らし成果創出にウェイトを割けるよう調整する。
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Research Products
(19 results)
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[Presentation] Developing Guidelines for GHG Measurement Scale Establishment and Maintenance2022
Author(s)
K. Harris, B. Hall, P. Brewer, V. Ebert, R. Wielgosz, O. Laurent, E. Flores, D. Worton, K. Ming, 青木伸行, A. Fioravante, R. Keeling, J. Koellike
Organizer
BIPM-WMO Metrology for Climate Action workshop
Int'l Joint Research
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