大気海洋間におけるCO2交換量の直接測定法の確立を目的とした大気圧乱流変動の観測

• 研究課題/領域番号: 18K03754
• 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: 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター)
• 研究代表者: 近藤 文義 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター), 国際海洋政策研究センター, 准教授 (40467725)
• 研究分担者: 杣谷 啓 大同大学, 工学部, 准教授 (70581429)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円); 2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 大気圧変動 / 渦相関法 / 空気密度変動補正 / WPL補正 / 地表面フラックス / 海面フラックス / 陸面フラックス / 大気海洋相互作用 / 大気乱流 / 二酸化炭素 / 大気海洋気体交換 / 温室効果気体

研究成果の概要

本研究は、大気乱流による気圧変動を精確に捉えるための計測手法を開発し、海洋と大気間の二酸化炭素交換量の唯一の直接測定法である渦相関法において必須である空気密度変動補正について、これまで考慮されてこなかった気圧変動項の大きさを実測によって明らかにすることを目的として研究を実施した。具体的な研究成果として、二酸化炭素の交換が生じないアスファルト面における気圧変動項を考慮した空気密度変動補正理論の実証、また陸面における二酸化炭素交換量の年間評価における気圧変動補正項の影響、海面における二酸化炭素交換量の気圧変動補正項の影響をそれぞれ明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海洋と大気を結合する海面では、運動量や熱、CO2をはじめとする気体など様々な物質が交換されている。その中でも地球温暖化に最も寄与するCO2の地球表層における循環を把握するには、地表面の約７割を占める海洋大気間における交換量とその分布を精確に評価することは学術的や社会的に意義がある。
本研究では、大気中で増加するCO2の海洋の吸収量を精確に評価するため、大気乱流による気圧変動の計測法を開発、海洋大気間のCO2交換量の唯一の直接測定法である渦相関法において必須である空気密度変動補正について、これまで考慮されていない気圧変動項の影響を明らかにし、CO2交換量の評価手法を確立させための研究成果をあげた。

研究成果

• [雑誌論文] Atmosphere-sea ice-ocean interaction study in Saroma-ko Lagoon, Hokkaido, Japan 2021（北海道サロマ湖における大気–海氷–海洋相互作用研究について） (2022)
  • 著者名/発表者名: Nomura, D., P. Wongpan, T. Toyota, T. Tanikawa, Y. Kawaguchi, T. Ono, T. Ishino, M. Tozawa, T. P. Tamura, I. S. Yabe, E. Y. Son, F. Vivier, A. Lourenco, M. Lebrun, Y. Nosaka, T. Hirawake, A. OOKI, S. Aoki, B. Else, F. Fripiat, J. Inoue, and M. Vancoppenolle
  • 雑誌名: 氷河情報センター 巻: 40 号: 0 ページ: 1-17
  • DOI: 10.5331/bgr.21R02
  • ISSN: 1345-3807, 1884-8044
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 海洋学の10 年展望2021：大気海洋境界 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岩本洋子，相木秀則，磯口治，大林由美子，近藤文義，近藤能子，西岡純
  • 雑誌名: 海の研究 巻: 30 号: 5 ページ: 199-225
  • DOI: 10.5928/kaiyou.30.5_199
  • NAID: 130008131951
  • ISSN: 0916-8362, 2186-3105
  • 年月日: 2021-11-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A small non-research vessel as a platform for lake surface flux measurements (2021)
  • 著者名/発表者名: Michiaki SUGITA, Jingyuan WANG, Chao ZANG and Fumiyoshi KONDO
  • 雑誌名: Hydrological Research Letters 巻: 15 号: 2 ページ: 16-22
  • DOI: 10.3178/hrl.15.16
  • NAID: 130008021864
  • ISSN: 1882-3416
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 10Hz測定光学粒子計による海上波浪境界層観測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 相木秀則，近藤文義，根田昌典，田中 潔，藤田敏男
  • 雑誌名: エアロゾル研究 巻: 35 ページ: 160-169
  • NAID: 130007925089
  • 査読あり
• [学会発表] 大気圧観測プローブの計測確度の数値的検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 足立尚哉，上田悠悟，近藤文義，内田孝紀，杣谷啓
  • 学会等名: 日本設計工学会東海支部令和３年度研究発表講演会
• [学会発表] 大気圧観測プローブの計測確度の数値的検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 杣谷啓，近藤文義，内田孝紀
  • 学会等名: 日本設計工学会2021年度秋季大会研究発表講演会
• [学会発表] On the use of a light－weighted membrane drier for CO2 flux measurements in the cold environments (2021)
  • 著者名/発表者名: Taichi Noshiro, Daiki Nomura, Fumiyoshi Kondo, Keisuke Ono, Hiroki Ikawa
  • 学会等名: AsiaFlux Online Conference 2021
• [学会発表] 大気圧観測プローブの計測確度に対する風速・風向の影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 杣谷啓，近藤文義，内田孝紀
  • 学会等名: 日本設計工学会東海支部令和２年度研究発表講演会
• [学会発表] Eddy covariance (EC) drying air comparison for air－sea ice CO2 flux measurement in Tsukuba, Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Daiki Nomura, Hiroki Ikawa, Fumiyoshi Kondo, keisuke Ono and Brent Else
  • 学会等名: Joint BEPSII and ECVice 2020 annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 微小な海面CO2フラックスを評価するための大気圧乱流変動の観測 (2020)
  • 著者名/発表者名: 近藤文義，杣谷啓
  • 学会等名: 日本農業気象学会2020年全国大会
• [学会発表] 微気象学的手法を用いた外洋域における海面フラックスの直接測定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 近藤文義，小宮秀治郎，登尾浩助，相木秀則，轡田邦夫，植松光夫，塚本修
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2019年大会
  • 招待講演
• [学会発表] 渦相関法による海面フラックスの直接測定について (2019)
  • 著者名/発表者名: 近藤文義
  • 学会等名: 平成30年度名古屋大学宇宙地球環境研究所共同利用集会「海洋波および大気海洋相互作用に関するワークショップ」
• [学会発表] 大気乱流による気圧変動の直接測定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近藤文義，大西歩樹，常川康太，前田論平，山本晴加，塚本修
  • 学会等名: 気象学会2018年度春季大会