海洋生態系・同位体分子種モデルで解明する海洋N2O排出プロセスの気候変動への応答

• 研究課題/領域番号: 15H05471
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 吉川 知里 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 技術研究員 (40435839)
• 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: 23,270千円 (直接経費: 17,900千円、間接経費: 5,370千円); 2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2015年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
• キーワード: 地球化学 / 一酸化二窒素 / 海洋生態系モデル / 同位体分子種 / 生物地球化学

研究成果の概要

本研究では、海洋からのN2O放出量を従来よりも正確に見積もる目的で、海洋生態系・同位体分子種モデルを開発した。一次元モデルを、西部北太平洋の亜熱帯定点（St.S1)と亜寒帯定点（St.K2)に適用し、本研究で行った各種同位体観測との比較から、両海域における年間N2O放出量の見積りと、放出プロセスの解明を行った。また、窒素固定と脱窒を含む全球モデルを構築し、観測と矛盾しない全球窒素同位体分布を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

N2Oは、自身が主要な温室効果ガスであるとともに、成層圏に輸送されると光酸化反応を経てオゾン層の破壊に関与する。このことから、N2Oの収支や変動要因の理解は、地球温暖化対策やオゾン層保護において重要な研究課題であると考えられている。しかし、N2Oの総排出量の見積もり幅はまだ極めて大きく、各排出起源の見積もりの高精度化が求められている。海洋は重要な排出源であるが、未だ大きな見積もり幅を持つ。本研究では、同位体分子種を用いることで、N2O生成プロセスを陽に扱ったモデルを開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Nitrate isotope distributions in the subarctic and subtropical North Pacific. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, C., Makabe, A., Matsui, Y., Nunoura, T., and Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: Geochemistry Geophysics Geosystems 巻: 19 号: 7 ページ: 2212-2224
  • DOI: 10.1029/2018gc007528
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hadal water biogeochemistry over the Izu-Ogasawara Trench observed with a full-depth CTD-CMS (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawagucci Shinsuke、Makabe Akiko、Kodama Taketoshi、Matsui Yohei、Yoshikawa Chisato、Ono Etsuro、Wakita Masahide、Nunoura Takuro、Uchida Hiroshi、Yokokawa Taichi
  • 雑誌名: Ocean Science Discussions 巻: 14 ページ: 575-588
  • DOI: 10.5194/os-2018-37
• [雑誌論文] Comparison of carbon cycle between the western Pacific subarctic and subtropical time-series stations: highlights of the K2S1 project (2017)
  • 著者名/発表者名: Honda Makio C.、Wakita M.、Matsumoto K.、Fujiki T.、Siswanto E.、Sasaoka K.、Kawakami H.、Mino Y.、Sukigara C.、Kitamura M.、Sasai Y.、Smith S. L.、Hashioka T.、Yoshikawa C.、Kimoto K.、Watanabe S.、Kobari T.、Nagata T.、Hamasaki K.、Kaneko R.、Uchimiya M.、Fukuda H.、Abe O.、Saino T.
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 73 号: 5 ページ: 647-667
  • DOI: 10.1007/s10872-017-0423-3
  • NAID: 40021355565
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Basin-scale distribution of NH4+ and NO2- in the Pacific Ocean (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasunaka Sayaka、Nojiri Yukihiro、Hashioka Taketo、Yoshikawa Chisato、Kodama Taketoshi、Nakaoka Shin-ichiro、Chiba Sanae、Hashihama Fuminori、Wakita Masahide、Furuya Ken、Sasano Daisuke、Murata Akihiko、Uchida Hiroshi、Aoyama Michio
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 74 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1007/s10872-017-0433-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 海から放出される一酸化二窒素 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川 知里
  • 雑誌名: 化学と教育 巻: 64 ページ: 178-179
  • NAID: 130005434000
• [雑誌論文] 海洋N2O排出量の推定を目的とした海洋低次生態系-同位体分子種モデルの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川 知里, 阿部 瞳, 相田 真希, 小川 奈々子, 菅 寿美, 大河内 直彦, 脇田 昌英, 本多 牧生, 豊田 栄, 吉田 尚弘
  • 雑誌名: 月刊海洋 巻: 48 ページ: 302-308
• [雑誌論文] Insight into nitrous oxide production processes in the western North Pacific based on a marine ecosystem isotopomer model (2015)
  • 著者名/発表者名: Chisato Yoshikawa, Hitomi Abe, Maki N. Aita, Florian Breider, Keichi Kuzunuki, Sakae Toyoda, Nanako O. Ogawa, Hisami Suga, Naohiko Ohkouchi, Sebastian O. Danielache, Masahide Wakita, Makio C. Honda, Naohiro Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: - 号: 3 ページ: 1-18
  • DOI: 10.1007/s10872-015-0308-2
  • NAID: 130005492400
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Origin and fluxes of nitrous oxide along a latitudinal transect in 4 western North Pacific: controls and regional significance (2015)
  • 著者名/発表者名: Florian Breider, Chisato Yoshikawa, Hitomi Abe, Sakae Toyoda, Naohiro Yoshida
  • 雑誌名: Global Biogeochemical Cycles 巻: 29 号: 7 ページ: 1014-1027
  • DOI: 10.1002/2014gb004977
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Nitrate isotope distributions in the subarctic and subtropical North Pacific (2018)
  • 著者名/発表者名: Chisato Yoshikawa, Akiko Makabe, Yohei Matsui, Takuro Nunoura, Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2018年大会
  • 国際学会
• [学会発表] 海洋窒素同位体モデルで窒素同位体比の季節変化の海域特性を明らかにする (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉川知里、重光雅仁、山本彬友、岡顕、大河内直彦
  • 学会等名: 2018年度 日本地球化学会年会
• [学会発表] Nitrate isotope distributions in the eastern Indian Ocean (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉川 知里、眞壁 明子、松井 洋平、布浦 拓郎、大河内 直彦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2018年大会
  • 国際学会
• [学会発表] Nitrogen isotopic ratios of phytoplankton in the western subtropical North Pacific (2018)
  • 著者名/発表者名: Chisato Yoshikawa, Haruyo Yamaguchi, Nanako O. Ogawa, Akiko Makabe, Yohei Matsui,
  • 学会等名: 2018 Ocean Science Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Nitrogen isotope ratios of sinking particles record autumn progress of nitrification (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa C, Ogawa NO, Chikaraishi Y, Makabe A, Matsui Y, Kawagucci S, Sasai Y, Aita M. N, Wakita M, Honda M. C, Fujiki T, Harada N, Ohkouchi N
  • 学会等名: ASLO 2017 Aquatic Sciences Meeting
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, USA
  • 年月日: 2017-03-01
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a model of nitrous oxide in the western North Pacific (2017)
  • 著者名/発表者名: Chisato Yoshikawa, Yoshikazu Sasai, Akiko Makabe, Florian Breider, Sakae Toyoda, Yohei
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Seasonal Variations in Nitrogen Isotope Ratios of Amino Acid of Settling Particles in the Western Subarctic North Pacific (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa C, Ogawa N, Chikaraishi Y, Fujiki T, Harada N, Honda M & Ohkouchi N
  • 学会等名: Goldschmidt 2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a marine ecosystem model including nitrite (2016)
  • 著者名/発表者名: Chisato Yoshikawa, Yoshikazu Sasai, S. Lan Smith, Akiko Makabe, Takuro Nunoura, Masahide Wakita, Makio Honda
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting (JpGU 2016)
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • 年月日: 2016-05-23
• [学会発表] Surface nitrogen cycle in the western subarctic North Pacific revealed by nitrogen isotope ratios of amino acid of settling particle (2016)
  • 著者名/発表者名: Chisato Yoshikawa, Nanako O. Ogawa, Yoshito Chikaraishi, Tetsuichi Fujiki, Naomi Harada, Makio Honda, Naohiko Ohkouch
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting (JpGU 2016)
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • 年月日: 2016-05-22
• [学会発表] Nitrogen isotope ratios of phytoplankton in the northwestern North Pacific (2016)
  • 著者名/発表者名: Chisato Yoshikawa, Haruyo Yamaguchi, Nanako O. Ogawa, Hisami Suga, Akiko Makabe, Yohei Matsui, Shinsuke Kawagucci, Tetsuichi Fujiki, Naomi Harada, Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: 10th International Conference on the Applications of Stable Isotope Techniques to Ecological Studies (IsoEcol 2016)
  • 発表場所: 東大本郷キャンパス、東京都文京区
  • 年月日: 2016-04-04
  • 国際学会
• [学会発表] 分子内同位体比を用いた海洋N2Oモデルの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉川 知里、笹井義一、脇田昌英、本多牧生、眞壁明子、布浦拓郎、松嶋修一郎、豊田栄、吉田尚弘、小川奈々子、菅寿美、大河内直彦
  • 学会等名: 日本海洋学会2016年度春季大会
  • 発表場所: 東京大学、東京都文京区
  • 年月日: 2016-03-17
• [学会発表] Insight into nitrous oxide production processes in the western North Pacific based on a marine ecosystem isotopomer model (2016)
  • 著者名/発表者名: Chisato Yoshikawa, Yoshikazu Sasai, Masahide Wakita, Makio C. Honda, Tetsuichi Fujiki, Naomi Harada, Akiko Makabe, Shuichiro Matsushima, Sakae Toyoda, Naohiro Yoshida, Nanako O. Ogawa, Hisami Suga, Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: 2016 Ocean Science Meeting
  • 発表場所: The Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans, LA, USA
  • 年月日: 2016-02-24
  • 国際学会
• [学会発表] 海洋低次生態系モデルへの亜硝酸塩の導入 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉川知里、笹井義一、眞壁明子、布浦拓郎、脇田昌英、 本多牧生
  • 学会等名: 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「2015年度海洋生態系モデリングシンポジウム」
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所、千葉県柏市
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] 海洋生態系‐同位体分子種モデルを用いた西部北太平洋におけるN2O生成プロセスの解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉川知里、笹井義一、脇田昌英、本多牧生、眞壁明子、松嶋修一郎、豊田栄、吉田尚弘、小川奈々子、菅寿美、大河内直彦
  • 学会等名: 2015年度日本地球化学会第62回年会
  • 発表場所: 横浜市立大学、神奈川県横浜市
  • 年月日: 2015-09-26