フィルン空気の解析による過去100年間の温室効果気体循環の解明

• 研究課題/領域番号: 19540454
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 宮城教育大学
• 研究代表者: 菅原 敏 宮城教育大学, 教育学部, 准教授 (80282151)
• 連携研究者: 青木 周司 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00183129) ; 川村 賢二 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (90431478)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2008年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2007年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 陸域水循環 / 物質循環 / フィルン空気 / メタン / 同位体比 / 重力分離 / 空気年代 / 二酸化炭素

研究概要

南極YM85地点と北極のNGRIP観測拠点において採取されたフィルン空気のアーカイブサンプルを用いて、それぞれのフィルン空気の温室効果気体の分析を実施した。YM85地点では、深度70メートル付近における二酸化炭素とメタン濃度が、およそ304ppm、970ppbと極めて低く、1920年代の空気であるものと推定された。さらに、メタンの炭素同位体比と水素同位体比を分析し、メタンの濃度とその同位体比の大気変動の逆推定により、過去100年間では、バイオマスマス・バーニングに伴うメタンの放出が重要であることが判明した。また、フィルン空気成分を支配する重力分離効果や年代分布の概念が、成層圏大気中の成分に起こる現象に類似しており、同様の解析手法が適用できる可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Temporal and spatial variations of carbon monoxide in the western part of the Pacific Ocean (2009)
  • 著者名/発表者名: Yashiro, H., Sugawara, S., Sudo, K., Aoki S., Nakazawa, T.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age of stratospheric air unchanged within uncertainties over the past 30 years (2009)
  • 著者名/発表者名: Engel, A., Mobius, T., Bonisch, H., Schmidt, U., Heinz, R., Levin, I., Atlas, E., Aoki, S., Nakazawa, T., Sugawara, S., Moore, F., Hurst, D., Elkins, J., Schauffler, S., Andrews, A., Boering, K.
  • 雑誌名: Nature Geosci. 2
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new compact cryogenic sampler and its application in stratospheric greenhouse gas observation at Syowa station, Antarctica (2009)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, et al.
  • 雑誌名: J.Atmos.Oceanic Technol. 26 ページ: 2182-2191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-term variation of the carbon isotopic ratio of stratospheric CO_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of 8th International Carbon Dioxide Conference 8
• [雑誌論文] Age of stratospheric air unchanged within uncertainties over the past 30 years (2009)
  • 著者名/発表者名: Engel, A., et.al.
  • 雑誌名: Nature Geoscience 2 ページ: 28-31
  • 査読あり
• [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: Ishidoya, S., Morimoto, S., Sugawara, S., Watai, T., Machida, T., Aoki, S., Nakazawa, T., Yamanouchi, T.
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 35
  • 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: Ishidoya, S., Sugawara, S., Morimoto, S., Aoki, S., Nakazawa, T.
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal and spatial variations of the atmospheric CO_2 concentration in China (2008)
  • 著者名/発表者名: Zhang, D., Tang, J., Shi, G., Wen, M., Nakazawa, T., Aoki, S., Sugawara, S., Morimoto, S., Patra, P. K., Hayasaka, T., Saeki, T.
  • 雑誌名: Geophys.Res.Lett. 35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal and spatial variations of the atmospheric CO2 concentration in China (2008)
  • 著者名/発表者名: Zhang, et. al.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 35
  • 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: Ishidoya, et. al.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 35
  • 査読あり
• [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, et. al.
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal variations of atmospheric carbon dioxide in the southernmost part of Japan (2007)
  • 著者名/発表者名: Zhang, X., Nakazawa, T., Ishizawa, M., Aoki, S., Nakaoka, S., Sugawara, S., Maksyutov, S., Saeki, T., Hayasaka, T.
  • 雑誌名: Tellus 59B ページ: 654-663
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal variations of the atmospheric nitrous oxide concentration and its δ^<15>N and δ^<18>O for the latter half of the 20th century reconstructed from firn air analyses (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishijima, K., Sugawara, S., Kawamura, K., Hashida, G., Morimoto, S., Murayama, S., Aoki, S., Nakazawa, T.
  • 雑誌名: J.Geophys.Res. 112
  • 査読あり
• [学会発表] Long-term variation of the carbon isotopic ratio of stratospheric CO_2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, S., S. Aoki, T. Nakazawa, K. Genma, S. Ishidoya, S. Morimoto
  • 学会等名: 8th International Carbon Dioxide Conference
  • 発表場所: Germany
• [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: S. Sugawara
  • 学会等名: International Global Atmospheric Chemistry
  • 発表場所: フランス・アネシー
  • 年月日: 2008-09-08
• [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, S., S. Ishidoya, S. Aoki, T. Nakazawa
  • 学会等名: International Global Atmospheric Chemistry 2008
  • 発表場所: Annecy
• [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, et. al.
  • 学会等名: EASTEC symposium 2007
  • 発表場所: 仙台市
  • 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、他
  • 学会等名: 日本気象学会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2007-05-14
• [備考] ホームページ等