日本上空の対流圏・成層圏における酸素濃度の変動と炭素収支の解明に関する研究

• 研究課題/領域番号: 18710004
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 石戸谷 重之 東北大学, 大学院理学研究科, 特別教育研究教員 (70374907)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,540千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2006年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 物質循環 / 気候変動 / 大気中酸素濃度高精度計測 / 人為起源二酸化炭素収支 / 成層圏大気主要成分重力分離 / 酸素 / 二酸化炭素 / 成層圏 / 炭素循環 / 重力分離

研究概要

大気中酸素濃度を高精度で計測し二酸化炭素濃度と組み合わせて解析することにより、陸上生物圏と海洋による人為起源二酸化炭素の吸収量を見積もることができる。本研究では、これまで酸素濃度の高精度測定例が無かった上部対流圏や成層圏においても観測を実施し、その時空間変動を明らかにした。観測結果を用いて1993-2008年の人為起源二酸化炭素収支の解析を行った。また、成層圏における大気主要成分の重力分離効果を初めて捉えることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] J-Tクーラーを用いた小型成層圏大気クライオサンプラーの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森本真司, 他
  • 雑誌名: 宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR-08-001 ページ: 63-74
• [雑誌論文] Gravitational separation of majoratmospheric components of nitrogen and oxygen in the stratosphere (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishidoya, S., S. Sugawara, S. Morimoto, S. Aoki, and T. Nakazawa
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 35, L03811, doi:10.1029/2007GL030456
• [雑誌論文] Gravitational separation suggested by O2/N2, δ15N of N2, δ18O of O2, Ar/N2 observed in the lowermost part of the stratosphere at northern middle and high latitudes in the early spring of 2002 (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishidoya, S., S. Morimoto, S. Sugawara, T. Watai, T. Machida, S. Aoki, T. Nakazawa, and T. Yamanouchi
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett 35, L03812, doi:10.1029/2007GL031526
• [雑誌論文] Gravitational separation detected from O_2/N_2, δ^<15>N of N_2, δ^<18>O of O_2, Ar/N_2 observed in the lowermost part of the stratosphere at northern middle and high latitudes in early spring of 2002 (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ishidoya, et. al.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 35,L03812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravitational separation of major atmospheric components of nitrogen and oxygen in the stratosphere (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ishidoya, et. al.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 35,L03811
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical profiles of the O2/N2 ratio in the stratosphere over Japan and Antarctica (2006)
  • 著者名/発表者名: Ishidoya, S., S. Sugawara, G. Hashida, S. Morimoto, S. Aoki, T. Nakazawa and T. Yamanouchi
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett (Editor's Highlight (Geophys. Res. Lett., 33, L13701, doi:10.1029/2006GL025886, 2006.)) 33, L13701, doi:10.1029/2006GL025886
• [雑誌論文] Vertical profiles of the O_2/N_2 ratio in the stratosphere over Japan and Antarctica (2006)
  • 著者名/発表者名: Ishidoya, S., S.Sugawara, G.Hashida, S.Morimoto, S.Aoki, T.Nakazawa, T.Yamanouchi
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 33, L13701
• [学会発表] 成層圏空気年代の推定に対する重力分離の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 菅原敏、石戸谷重之、青木周司、中澤高清
  • 学会等名: 日本気象学会2008年度秋期大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-11-19
• [学会発表] 成層圏大気中の微量成分に対する重力分離の影響の評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 菅原敏、石戸谷重之、青木周司、中澤高清
  • 学会等名: 第14回大気化学討論会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] Possible gravitational separation effect on themean age of stratospheric air in the Arctic polar vortex (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, S., S. Ishidoya, S. Aoki and T. Nakazawa
  • 学会等名: 10th International Global Atmospheric Chemistry Conference
  • 発表場所: Annecy, France
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] 成層圏における大気主要成分の重力分離 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之、菅原敏、森本真司、青木周司、中澤高清
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2008-05-29
• [学会発表] 仙台市青葉山、スバルバール諸島ニーオールスン、および南極昭和基地における大気中酸素濃度の変動から見積もられた全球炭素収支 (2008)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之、中澤高清、青木周司、森本真司
  • 学会等名: 日本気象学会2008年度春期大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-05-18
• [学会発表] 仙台市郊外における大気中酸素濃度の高精度連続観測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 後藤大輔, 他
  • 学会等名: 日本気象学会2008年度秋期大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] ジュール・トムソン・ミニクーラーを用いた小型成層圏大気クライオサンプラーの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森本真司, 他
  • 学会等名: 日本気象学会2008年度秋期大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Development of a high-precision continuous measurement system of the oxygen/nitrogen ratio (2008)
  • 著者名/発表者名: Goto, et.al.
  • 学会等名: 10th International Global Atmospheric Chemistry Conference
  • 発表場所: Annecy, France
• [学会発表] Possible gravitational separation effect on the mean age of stratospheric air in the Arctic polar vortex (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, et.al.
  • 学会等名: 10th International Global Atmospheric Chemistry Conference
  • 発表場所: Annecy, France
• [学会発表] 北極域航空機観測計画(Arctic Airborne Measurement Program 2002, AAMP02)において観測された極渦内下部成層圏における大気主要成分の重力分離 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之、森本真司、菅原敏、渡井智則、町田敏暢、青木周司、中澤高清、山内恭
  • 学会等名: 日本気象学会2007年度秋期大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2007-10-15
• [学会発表] Gravitational separation of major atmospheric components and secular trend of the O2/N2 ratio in the stratosphere (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishidoya, S., S. Sugawara, S. Morimoto, S. Aoki and T. Nakazawa
  • 学会等名: EASTEC symposium 2007-Dynamic Earth .its origin and future-
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2007-09-20
• [学会発表] 成層圏において観測された大気主要成分の重力分離 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之、菅原敏、森本真司、青木周司、中澤高清
  • 学会等名: 日本気象学会2007年度春期大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-05-14
• [学会発表] 成層圏で初めて見出された大気成分の重力分離 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之、菅原敏、森本真司、青木周司、中澤高清、本田秀之、豊田栄、橋田元、町田敏暢、川村賢二、井筒直樹、並木道義、飯島一征、山内恭、山上隆正
  • 学会等名: 大気球シンポジウム
  • 発表場所: 相模原
  • 年月日: 2007-01-15
• [学会発表] 成層圏において観測された大気主要成分の重力分離 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之, 他
  • 学会等名: 日本気象学会2007年度春季大会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 北極域航空機観測計画(Arctic Airbome Measurement Program 2002, AAMP02)において観測された極渦内下部成層圏における大気主要成分の重力分離 (2007)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之, 他
  • 学会等名: 日本気象学会2007年度秋期大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 第2期ドームふじコアのガス分析結果(2450-2680m)および47万年前にさかのぼる精密年代決定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 川村賢二, 他
  • 学会等名: 第30回極域気水圏シンポジウム
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 大気中O_2/N_2比高精度連続観測装置の開発と大気観測への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 後藤大輔, 他
  • 学会等名: 第13回大気化学討論会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Gravitational separation of major atmospheric components and secular trend of the O_2/N_2 ratio in the stratosphere (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishidoya, et. al.
  • 学会等名: EASTEC symposium 2007
  • 発表場所: Sendai, Japan
• [学会発表] Development of a high precision continuous measurement system of the atmospheric O_2/N_2 ratio using a fuel cell oxygen analyzer (2007)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, et. al.
  • 学会等名: 14th WMO/IAEA meeting of experts on carbon dioxide concentration and related tracer measurement techniques
  • 発表場所: Helsinki, Finland
• [備考]
  • URL: http://caos-a.geophys.tohoku.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://caos-a.geophys.tohoku.ac.jp/