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大気-海洋間における二酸化炭素交換速度の評価に関する研究

Research Project

Project/Area Number 04J06567
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 水工水理学
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

津守 博通  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords気体交換速度 / 二酸化炭素 / 風波 / 海面境界過程 / 気液平衡器
Research Abstract

海洋観測塔において二酸化炭素(CO_2)交換速度の現地観測を行い,風波気液界面における気体交換速度の評価手法について検討した.超音波風速計とOpen path型の非分散赤外線ガス分析計を用い,渦相関法から大気海洋間のCO_2フラックスを算定した.また,CO_2フラックスに対する潜熱および顕熱輸送に起因する密度変動の影響を評価するためにWPL補正も行った.海洋表層の溶存CO_2分圧測定には疎水性多孔質膜チューブから成る気液平衡器を用いた.最終的に,補正されたCO_2フラックスと溶存CO_2濃度差からCO_2交換速度を算定した.CO_2フラックスにおける潜熱および顕熱補正量の合計は渦相関量と同程度の大きさで,輸送の向きはほぼ反転していた.このことは海面CO_2フラックスにおいて空気の密度変動の寄与が大きいことを示している.さらに,波の位相速度と風速の比を指標として波浪場をうねりと風波に分類し,気体交換速度の波浪依存性について検討した.気体交換速度はうねりよりも風波が卓越する波浪場の方が相対的に大きくなり,また風波が卓越する波浪場においても,同じ風速に対して波齢が大きい程増大する傾向を示した.このような波浪依存性は,風波界面における交換速度の無次元評価式を構築する上で考慮すべき重要な点である.
現地における溶存CO_2濃度の長期連続観測のために,中空繊維膜モジュールを用いた溶存CO_2分圧測定システムを新たに開発した.このモジュールは多数の中空繊維膜を有していることから高い気液平衡度が達成可能であり,また,表面が非多孔質状の中空繊維膜のため容易に浸水せず,気液平衡器として安定的に海水中に設置可能である.さらに,この計測システムは気液平衡器を直接海水中に設置できるため,バブル式やシャワー式の気液平衡器のように海水をポンプで揚水する必要はなく,消費電力も約10W程度となった.

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (11 results)

  • [Journal Article] Lengthscales of motions that control air-water gas transfer in grid-stirred turbulence2006

    • Author(s)
      Hiromichi Tsumori, Yuji Sugihara
    • Journal Title

      Journal of Marine Systems (accepted)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Variation of whitecap coverage with wave-field conditions2006

    • Author(s)
      Yuji Sugihara et al.
    • Journal Title

      Journal of Marine Systems (accepted)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Imaging measurement of whitecaps at sea observation tower2005

    • Author(s)
      Yuji Sugihara et al.
    • Journal Title

      Coastal Engineering 2004 Vol.1

      Pages: 1082-1092

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Parameterization for CO_2 transfer velocity at the surface of wind waves2005

    • Author(s)
      Hiromichi Tsumori et al.
    • Journal Title

      Journal of Hydroscience and Hydraulic Engineering Vol.23, No.1

      Pages: 43-55

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Estimation of the transfer velocity of carbon dioxide at the surface of wind waves2005

    • Author(s)
      Hiromichi Tsumori et al.
    • Journal Title

      Environmental Hydraulics and Sustainable Water Management (eds.J.H.W. Lee and K.M.Lam) 1

      Pages: 193-198

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Surface-renewal eddies at the air-water interface in oscillating-grid turbulence2005

    • Author(s)
      Yuji Sugihara et al.
    • Journal Title

      Environmental Hydraulics and Sustainable Water Management (eds.J.H.W. Lee and K.M.Lam) 1

      Pages: 199-205

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 風波気液界面における二酸化炭素交換速度の評価に関する実験的研究2005

    • Author(s)
      津守博通 ら
    • Journal Title

      土木学会論文集 No.782/II-70

      Pages: 101-116

    • NAID

      10013815507

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Parameterization for CO_2 transfer velocity at the surface of wind waves2005

    • Author(s)
      Hiromichi Tsumori et al.
    • Journal Title

      Journal of Hydroscience and Hydraulic Engineering 23(in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Imaging measurement of whitecaps at sea observation tower2005

    • Author(s)
      Yuji Sugihara et al.
    • Journal Title

      Proceedings of 29th International Conference on Coastal Engineering (in press)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 気象・波浪条件が白波被覆率に及ぼす影響2004

    • Author(s)
      津守博通 ら
    • Journal Title

      海岸工学論文集 51

      Pages: 51-55

    • NAID

      130003807811

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 風波とうねりが混在する波浪場の海面抵抗則に関する研究2004

    • Author(s)
      杉原裕司 ら
    • Journal Title

      海岸工学論文集 51

      Pages: 66-70

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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