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極域最下部成層圏における大気輸送と物質分布の変動要因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K03738
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17020:大気水圏科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

稲飯 洋一  東北大学, 理学研究科, 助教 (50587623)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード上部対流圏下部成層圏 / 物質輸送 / 季節変動 / 流跡線解析 / 航空機観測 / 北極上部対流圏下部成層圏 / 大気輸送 / 物質分布 / 最下部成層圏 / 北極 / 微量成分
研究実績の概要

上部対流圏下部成層圏(ExUTLS)の大気微量成分やエアロゾルは全球の放射バランスに重要な役割を担っている。しかしこの領域における物質分布の変動には「大気輸送場の変動」と「輸送されてくる大気に含まれる物質量の変動」とが重畳されておりこれらを同時に理解することは容易ではない。そこで研究代表者独自の多粒子流跡線解析手法に航空機観測データを組み合わせることで、「大気輸送場の変動」と「輸送されてくる大気に含まれる物質量の変動」を分離して評価する手法を考案し、解析を進めた。その結果、ExUTLSにおいて航空機観測された温室効果に関わる複数種の大気成分について、観測と矛盾のない時空間分布を推定することに成功した。さらに詳細な解析を行ったところ、六フッ化硫黄、二酸化炭素の季節変動が「大気輸送場の変動」によって決定されていること、メタン、一酸化二窒素、一酸化炭素については成層圏における化学的消失過程、すなわち「成層圏経由で輸送されてくる大気に含まれる物質量の変動」によりその時空間分布が決定されていることが示された。さらに同手法を用いて、上部対流圏下部成層圏における二酸化炭素安定同位体(13Cと18O)比の季節変動に注目した解析を行った。その結果、13Cについては対流圏における季節変動と成層圏の輸送時間の影響、18Oについてはそれらに加えて成層圏オゾンによるエンリッチメントの影響が、それぞれ重要であることが示された。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Seasonal characteristics of trace gas transport into the extratropical upper troposphere and lower stratosphere2019

    • 著者名/発表者名
      Inai, Y., T. Machida, H. Matsueda, Y. Sawa, K. Tsuboi, K. Katsumata, S. Morimoto, S. Aoki, and T.,Nakazawa
    • 雑誌名

      Atmos. Chem. Phys.

      巻: 19 号: 10 ページ: 7073-7103

    • DOI

      10.5194/acp-19-7073-2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seasonal characteristics of chemical and dynamical transports into the extratropical upper troposphere/lower stratosphere2018

    • 著者名/発表者名
      Inai Yoichi、Fujita Ryo、Machida Toshinobu、Matsueda Hidekazu、Sawa Yousuke、Tsuboi Kazuhiro、Katsumata Keiichi、Morimoto Shinji、Aoki Shuji、Nakazawa Takakiyo
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics Discussions

      巻: - ページ: 1-36

    • DOI

      10.5194/acp-2018-1030

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Seasonal characteristics of trace gases transports into the extratropical upper troposphere/lower stratosphere2019

    • 著者名/発表者名
      Inai, Y., R. Fujita, T. Machida, H. Matsueda, Y. Sawa, K. Tsuboi, K. Katsumata, S. Morimoto, S. Aoki, and T. Nakazawa
    • 学会等名
      European Geosciences Union--General Assembly 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Selection bias of quasi-fixed-point observations in the ExUTLS and its impact on the seasonal record2019

    • 著者名/発表者名
      Inai, Y., T. Machida, H. Matsueda, Y. Sawa, K. Tsuboi, K. Katsumata, S. Morimoto, S. Aoki, T. Nakazawa, and R. Fujita
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Transport of trace gases into the extratropical upper troposphere/lower stratosphere2019

    • 著者名/発表者名
      Inai, Y., R. Fujita, T. Machida, H. Matsueda, Y. Sawa, K. Tsuboi, K. Katsumata, S. Morimoto, S. Aoki, and T. Nakazawa
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Balloon-borne observations and trajectory analysis in the lower stratosphere2019

    • 著者名/発表者名
      Inai, Y.
    • 学会等名
      Earth, Sea and Sky V: International Joint Graduate Program Workshop in Earth and Environmental Sciences
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Variations of atmospheric CO2 and its isotopes in the upper troposphere/lower stratosphere over Siberia2018

    • 著者名/発表者名
      Inai, Y., S. Chida, S. Morimoto, S. Murayama, S. Aoki, T. Nakazawa, T. Machida, H. Matsueda, Y. Sawa, K. Tsuboi, K. Katsumata
    • 学会等名
      15th IGAC Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal characteristics of chemical and dynamical transports into the extratropical upper troposphere/lower stratosphere2018

    • 著者名/発表者名
      Inai, Y., R. Fujita, T. Machida, H. Matsueda, Y. Sawa, K. Tsuboi, K. Katsumata, S. Morimoto, S. Aoki, and T. Nakazawa
    • 学会等名
      SPARC General Assembly 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-term variation in the mixing fraction of tropospheric and stratospheric air masses in the upper tropical tropopause layer2018

    • 著者名/発表者名
      Inai, Y.
    • 学会等名
      SPARC General Assembly 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 赤道域における特殊ゾンデ観測の紹介と北極域研究への応用2018

    • 著者名/発表者名
      稲飯洋一
    • 学会等名
      日本気象学会春季大会 極域・寒冷域研究連絡会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Seasonal characteristics of trace gas transport in the extratropical upper troposphere/lower stratosphere2018

    • 著者名/発表者名
      Inai Y., R. Fujita, T. Machida, H. Matsueda, Y. Sawa, K. Tsuboi, K. Katsumata, S. Morimoto, S. Aoki, and T. Nakazawa
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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