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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

研究課題

研究課題/領域番号 15H03722
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 気象・海洋物理・陸水学
研究機関東北大学

研究代表者

森本 真司  東北大学, 理学研究科, 教授 (30270424)

研究分担者 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)
研究協力者 石島 健太郎  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードメタン / 温室効果気体 / 同位体比 / 環境動態
研究成果の概要

北半球高緯度域、南極域及び西太平洋域において大気中のメタン濃度及びその炭素・水素同位体比の精密時系列観測を行い、それらの短周期変化、季節変化、経年変化を明らかにした。メタン濃度と同位体比の変動を併せて解析することにより、2006年以降に観測されたメタン濃度の再増加には、微生物起源のメタンが寄与している可能性が示唆された。3次元大気化学輸送モデルに既存のインベントリデータを入力して大気中メタン同位体比を計算したところ、本研究の観測値よりも同位体的に軽い結果が得られた。これは既存のインベントリにおける各放出源カテゴリの寄与率が現実と異なっていることを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大気中メタン濃度観測のみからはメタン放出源に関する情報が得られないが、その炭素・水素同位体比の同時高精度観測を行うことにより、メタン放出源の変動に関する情報が得られることが示された。現在の地球表層におけるメタン循環を明らかにし、将来のメタン濃度予測精度を高めるために、メタン濃度と同位体比の同時観測が非常に有効である。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Environment and Climate Change Canada(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Environment and Climate Change Canada(カナダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 環境省研究所(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Meteorological Service of Canada(カナダ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Temporal variations of the mole fraction, carbon and hydrogen isotope ratios of atmospheric methane in the Hudson Bay Lowlands, Canada.2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita, R., S. Morimoto, T. Umezawa, K. Ishijima, P. K. Patra, D. E. J. Worthy, D. Goto, S. Aoki and T. Nakazawa
    • 雑誌名

      J. Geophys. Res.

      巻: 123 号: 9 ページ: 4695-4711

    • DOI

      10.1002/2017jd027972

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intercomparisons of d13C and dD measurements of atmospheric CH4 for combined use of datasets from different laboratories2018

    • 著者名/発表者名
      Umezawa, T., C.A.M. Brenninkmeijer, T. Roeckmann, C. van der Veen, S. C. Tyler, R. Fujita, S. Morimoto, et al.
    • 雑誌名

      Atmos. Meas. Tech.

      巻: -

    • DOI

      10.5194/amt-2017-281

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-term variations of the mole fraction and carbon isotope ratio of atmospheric methane observed at Ny-Aalesund, Svalbard from 1996 to 20132017

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Shinji、Fujita Ryo、Aoki Shuji、Goto Daisuke、Nakazawa Takakiyo
    • 雑誌名

      Tellus

      巻: 69 号: 1 ページ: 1380497-1380497

    • DOI

      10.1080/16000889.2017.1380497

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seasonal and short-term variations in atmospheric potential oxygen at Ny-Aalesund, Svalbard2017

    • 著者名/発表者名
      Goto, D., S. Morimoto, S. Aoki, P.K. Patra and T. Nakazawa
    • 雑誌名

      Tellus

      巻: 69B 号: 1 ページ: 1311767-1311767

    • DOI

      10.1080/16000889.2017.1311767

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ship-based observations of atmospheric potential oxygen and regional air-sea O2 flux in the northern North Pacific and the Arctic Ocean2016

    • 著者名/発表者名
      Ishidoya, S., H. Uchida, D. Sasano, N. Kosugi, S. Taguchi, M. Ishii, S. Morimoto, Y. Tohjima, S. Nishino, S. Murayama, S. Aoki, K. Ishijima, R. Fujita, D. Goto and T. Nakazawa
    • 雑誌名

      Tellus

      巻: 68B 号: 1 ページ: 29972-29972

    • DOI

      10.3402/tellusb.v68.29972

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of an atmospheric N2O isotope model, optimization procedure, and application to source estimation2015

    • 著者名/発表者名
      Ishijima, K., M. Takigawa, K. Sudo, S. Toyoda, N. Yoshida, T. Röckmann, J. Kaiser, R. G. Prinn, S. Aoki, S. Morimoto, S. Sugawara and T. Nakazawa
    • 雑誌名

      Atmos. Chem. Phys. Discuss.

      巻: 15

    • DOI

      10.5194/acpd-15-19947-2015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Temporal variations of the mole fraction and carbon isotope ratio of atmospheric methane observed at Ny-Aalesund, Svalbard.2018

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, S., R. Fujita, S. Aoki, D. Goto and T. Nakazawa
    • 学会等名
      14th ICACGP/15th IGAC Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of d13C and dD of atmospheric CH4 in the northern North Pacific and the Arctic Ocean and interpretation of Arctic CH4 sources2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita, R., S. Morimoto, S. Ishidoya, Y. Tohjima, K. Ishijima, S. Aoki and T. Nakazawa
    • 学会等名
      14th ICACGP/15th IGAC Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temporal variations of the global CH4 sources estimated by mole fraction, carbon and hydrogen isotope ratios of atmospheric CH4 and an atmospheric chemistry transport model2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita, R., S. Maksyutov, S. Morimoto, S. Aoki, T. Nakazawa, H.-S. Kim, T. Umezawam D. Goto, M. Sasakawa and T. Machida
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スバールバル諸島ニーオルスン基地における大気中二酸化炭素、メタン、一酸化炭素濃度の変動2018

    • 著者名/発表者名
      村山昌平、森本真司、後藤大輔、青木周司、中澤高清、石島健太郎、前田高尚、石戸谷重之、菅原敏、藤田遼
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Variations of atmospheric methane and its carbon and hydrogen isotopic ratios observed in the upper troposphere/lowermost stratosphere over the Eurasian Continent2017

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      10th International Carbon Dioxide Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Japanese observation programs of atmospheric greenhouse gases in polar regions2017

    • 著者名/発表者名
      Goto, D., S. Morimoto, S. Aoki, T. Nakazawa, S. Ishidoya, S. Murayama, G. Hashida and T. Yamanouchi
    • 学会等名
      19th WMO/IAEA Meeting on Carbon Dioxide, Other Greenhouse Gases, and Related Measurement Techniques
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observations of mole fractions and isotope ratios of the atmospheric greenhouse gases2017

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, S., D. Goto, R. Fujita and S. Aoki
    • 学会等名
      8th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スバールバル諸島ニーオルスンにおけるメタン炭素同位体比の長期変化2016

    • 著者名/発表者名
      森本真司、藤田遼、青木周司、中澤高清、山内恭
    • 学会等名
      第7回極域科学シンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所、東京都立川市
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カナダ・チャーチルにおける炭素・水素同位体比の観測から推定された大気中CH4濃度変動にtaiする北方湿地の寄与2016

    • 著者名/発表者名
      藤田遼、森本真司、梅澤拓、石島健太郎、P.K. Patra, D.E.J. Worthy
    • 学会等名
      第7回極域科学シンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所、東京都立川市
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ユーラシア大陸上空の対流圏界面領域における大気中CH4濃度とその炭素・水素同位体比の季節変動の解析2016

    • 著者名/発表者名
      藤田遼、森本真司、青木周司、町田 敏暢,澤 庸介,松枝 秀和,坪井一寛,勝又啓一,梅澤拓,中澤高清
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 発表場所
      名古屋大学、愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Source identification of atmospheric methane variations at Churchill, Canada using carbon and hydrogen isotope analyses2016

    • 著者名/発表者名
      Fujita, R., S. Morimoto, T. Umezawa, K. Ishijima, P.K. Patra, D.E.J. Worthy, D. Goto, S. Aoki and T. Nakazawa
    • 学会等名
      IGAC Science Conference
    • 発表場所
      Breckenridge, CO, U.S.A.
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regional methane (CH4) emission estimation based on observed atmospheric concentrations (2002-2012)2016

    • 著者名/発表者名
      Patra, P. K., T. Saeki, E.J. Dlugokencky, K. Ishijima, T. Umezawa, A. Ito, S. Aoki, S. Morimoto, E.A. Kort, A. Crotwell, K. Ravi Kumar and T. Nakazawa
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉県幕張市
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 放出源別モデル計算を用いたメタンフラックスの最適化について2015

    • 著者名/発表者名
      石島健太郎、Prabir Patra、Ed Dlugokencky, 伊藤昭彦、町田敏暢、梅澤拓、青木周司 、森本真司、中澤高清
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 発表場所
      京都テルサ、京都府京都市
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カナダ・チャーチルにおける大気中CH4濃度の季節変動とその起源解析2015

    • 著者名/発表者名
      藤田遼、森本真司、石島健太郎、Prabir Patra、梅澤拓、Doug Worthy、青木周司、中澤高清
    • 学会等名
      第21回大気化学討論会
    • 発表場所
      東京工業大学、東京都目黒区
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Methane isotope measurements of CARIBIC air samples and preliminary intercomparison results2015

    • 著者名/発表者名
      Umezawa,T., C.A.M. Brenninkmeijer, T. Roeckmann, S.C.Tyler, S. Aoki and S. Morimoto
    • 学会等名
      InGOS International Conference
    • 発表場所
      Utrecht, the Netherlands
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 温室効果気体観測ネットワーク

    • URL

      http://caos.sakura.ne.jp/tgr/observation/network-2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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