多種トレーサーおよび複数モデルを用いた温室効果気体の化学・輸送・フラックスの解明

• 研究課題/領域番号: 22241008
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: PATRA Prabir 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球表層物質循環研究分野, 主任研究員 (70392967)
• 研究分担者: 石島 健太郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球表層物質循環研究分野, 研究員 (90399494)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円); 2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2013年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2012年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2011年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2010年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
• キーワード: 温室効果気体 / 大気化学輸送モデル / 逆解法 / 放出量推定 / フラックス推定 / 航空機観測 / 温室効果気体（GHG） / オゾン層破壊物質（ODS） / モデル（model） / inverse modeling / CO2 / ACTM / インバースモデリング / メチルクロロホルム / OH / TransCom-CH4 / 大気輸送モデル総合比較 / メタン航空機観測 / 南アジア炭素収支推定 / トップダウン / ボトムアップ / TCCON / ACTMモデル / 二酸化炭素 / メタン / 一酸化二窒素 / メタンタグ付き計算 / 南アジア炭素収支 / 化学輸送モデル / CO2気候値 / アジア炭素収支

研究成果の概要

大気中の主要な温室効果気体を計算するための大気化学輸送モデル（ACTM）を新たに開発した。メタンモデル相互比較実験を立ち上げ、かつ自ら参加し、ACTMを含む12の参加モデルの総合評価を行った。ACTMと水酸基ラジカル（OH）変動指標成分を用いて新たな対流圏OH分布を推定するとともに、逆解法により代替フロンの放出量を推定し、夏季の季節的な放出量増加の可能性を提唱した。地表観測および航空機観測データを用いた逆解法により全球53～84地域の二酸化炭素とメタンのフラックスを推定した。成果の一部をIPCC第5次評価報告書の第6章に図として提供した。また報告書本文中では本課題の論文数編が引用された。

研究成果

• [雑誌論文] Observational evidence for interhemispheric hydroxyl-radical parity (2014)
  • 著者名/発表者名: P. K. Patra, M. C. Krol, S. A. Montzka, T. Arnold, E. L. Atlas, B. R. Lintner, B. B. Stephens, B. Xiang, J. W. Elkins, P. J. Fraser, A. Ghosh, E. J. Hintsa, D. F. Hurst, K. Ishijima, P. B. Krummel, B. R. Miller, K. Miyazaki, F. L. Moore, J. Muhle, S. ODoherty, R. G. Prinn, L. P. Steele, M. Takigawa, H. J.Wang et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 513 号: 7517 ページ: 219-223
  • DOI: 10.1038/nature13721
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Global emissions of refrigerants HCFC-22 and HFC-134a: Unforeseen seasonal contributions (2014)
  • 著者名/発表者名: Bin Xiang, Prabir K. Patra, Stephen A. Montzka, Scot M. Miller, James W. Elkins, Fred L. Moore, Elliot L. Atlas, Ben R. Miller, Ray F. Weiss, Ronald G. Prinn, and Steven C. Wofsy
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 巻: 111 号: 49 ページ: 17379-17384
  • DOI: 10.1073/pnas.1417372111
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TransCom model simulations of methane: Comparison of vertical profiles with aircraft measurements (2013)
  • 著者名/発表者名: 斉藤龍
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Atmospheres 巻: 118 号: 9 ページ: 3891-3904
  • DOI: 10.1002/jgrd.50380
  • 査読あり
• [雑誌論文] The carbon budget of South Asia (2013)
  • 著者名/発表者名: Prabir Patra
  • 雑誌名: Biogeosciences 巻: 10 号: 1 ページ: 513-527
  • DOI: 10.5194/bg-10-513-2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] TransCom satellite intercomparison experiment : Construction of a bias corrected atmospheric CO2 climatology (2011)
  • 著者名/発表者名: Saito, R., S.Houweling, P.K.Patra, D.Belikov, R.Lokupitiya, Y.Niwa, F.Chevallier, T.Saeki, S.Maksyutov
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 巻: 116
  • 査読あり
• [学会発表] Carbon Flux Estimation By Using AGCM-Based Chemistry Transport Model for the Period 1990-2011 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tazu Saeki and Prabir K. Patra
  • 学会等名: AGU fall meeting 2014
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [学会発表] Interhemispheric gradient of hydroxyl (OH) in the troposphere (2014)
  • 著者名/発表者名: P. K. Patra, M. C. Krol, S. A. Montzka, T. Arnold, E. L. Atlas, B. R. Lintner, B. B. Stephens, B. Xiang, J. W. Elkins, P. J. Fraser, A. Ghosh, E. J. Hintsa, D. F. Hurst, K. Ishijima, P. B. Krummel, B. R. Miller, K. Miyazaki, F. L. Moore, J. Muhle, S. ODoherty, R. G. Prinn, L. P. Steele, M. Takigawa et al.
  • 学会等名: Quadrennial iCACGP Symposium and IGAC Science Conference on Atmospheric Chemistry
  • 発表場所: Natal、Brazil
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-26
• [学会発表] Ship Observation and Modeling of Atmospheric CH4, N2O and SF6 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro ISHIJIMA, Daisuke GOTO, Shigeyuki ISHIDOYA, Hisashi YASHIRO, Taku UMEZAWA, Satoshi SUGAWARA, Prabir PATRA, James ELKINS, Geoff DUTTON, Edward DLUGOKENCKY, Shinji MORIMOTO, Shuji AOKI, Takakiyo NAKAZAWA
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society 11th Annual Meeting (AOGS)
  • 発表場所: ロイトン札幌ホテル（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] Budgets of Major Greenhouse Gases (CO2, CH4 and N2O) from Tropical and Temperate Asia (2014)
  • 著者名/発表者名: Prabir K. Patra, Josep G. Canadell, R. Thompson, B. Poulter, H. Tian, F. Chevallier, P. Bousquet, M. Ramonet, P. Ciais, S. Makyutov, T. Machida, H. Mukai, Y.Tohjima, S. Nomura, I. Morino, A. Ito, S. Piao, S. Tao, E. Saikawa, M. Muntean et al.
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society 11th Annual Meeting (AOGS)
  • 発表場所: ロイトン札幌ホテル（北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-07-31
• [学会発表] Detection and attribution of changes in arctic (2014)
  • 著者名/発表者名: Prabir PATRA, Hideki KOBAYASHI and Tazu SAEKI
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-04-30
  • 招待講演
• [学会発表] Inverse modeling of CO2 emissions for the period 1990-2011 (2014)
  • 著者名/発表者名: Saeki, T. and P. K. Patra
  • 学会等名: Third meeting of the Greenhouse gas budgets of the tropical and temperate Asia
  • 発表場所: JAMSTEC横浜研究所、神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-04-08 – 2014-04-10
• [学会発表] Carbon Flux Estimation By Using AGCM-Based Chemistry Transport Model (2013)
  • 著者名/発表者名: Tazu Saeki and Prabir K. Patra
  • 学会等名: AGU fall meeting 2013
  • 発表場所: サンフランシスコ、米国
  • 年月日: 2013-12-08 – 2013-12-15
• [学会発表] Global inversions of atmospheric CO2 (and CH4): Major sources of uncertainty and way forward (2013)
  • 著者名/発表者名: P. K. Patra, T. Nakazawa, K. Miyazaki, T. Umezawa, K. Ishijima, D. Goto, S. Aoki
  • 学会等名: 9th International Carbon Dioxide Conference
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2013-06-03 – 2013-06-07
• [学会発表] Interhemispheric gradient of hydroxyl in the troposphere (2013)
  • 著者名/発表者名: Prabir. K. Patra
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2013
  • 発表場所: モスコーンセンター、サンフランシスコ、米国
• [学会発表] カラムCO2、CH4、N2O濃度の緯度・時間変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 斉藤龍
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012 年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、幕張、千葉県
• [学会発表] Title: Evaluation of ACTM forward simulations using HIPPO (2012)
  • 著者名/発表者名: Prabir. K. Patra
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2012
  • 発表場所: モスコーンセンター、サンフランシスコ、米国
• [学会発表] Latitudinal gradient of nitrous oxide : inferring source distribution from global measurements and model (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Ishijima, E.A.Kort, A.Crotwell, E.Dlugokencky, P.Patra, P.Tans3, S.C.Wofsy
  • 学会等名: AGU Fall Meeting 2010
  • 発表場所: San Francisco, US
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] 3-D atmospheric CO2 climatology using a multi-transport model approach (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito, R., S.Houweling, P.K.Patra, S.Maksyutov
  • 学会等名: TransCom meeting 2010
  • 発表場所: Berkeley, California, US
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] RECCAP : South and Southeast Asia (2010)
  • 著者名/発表者名: Patra, P.K., J.G.Canadell, R.Boer, P.Ciais, A.Hooijer, R.Houghton, S.Piao, F.Siegert, H.Simbolon, G.van der Werf, Y.Yamagata, TransCom inverse modellers and Terrestrial ecosystem modellers
  • 学会等名: COCOS-RECCAP workshop for Regional Carbon
  • 発表場所: Viterbo, Italy
  • 年月日: 2010-10-07
• [学会発表] Constraints on CO2 emissions : reconstructions of in-situ measurements from Lagrangian stochastic inversion (2010)
  • 著者名/発表者名: Pisso, I., P.Patra, T.Nakazawa, H.Matsueda, T.Machida, Y.Sawa
  • 学会等名: The Meeting of the Americas-AGU
  • 発表場所: Iguassu, Brazil
  • 年月日: 2010-08-11
• [学会発表] Hydroxyl radical (OH) in the troposphere : lessons learned from methyl chloroform and methane simulations (2010)
  • 著者名/発表者名: Patra, P.K., M.Krol, T.Arnold, J.W.Elkins, P.Fraser, P.Krummel, S.Lal, S.A.Montzka, S.O'Doherty, R.G.Prinn, P.Simmonds, P.Steele, M.Takigawa, R.Weiss
  • 学会等名: 11^<th> IGAC Science Conference
  • 発表場所: Halifax, Canada
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Comparison of TCCON and ACTM atmospheric CO2, CH4 and N2O column averages
  • 著者名/発表者名: 斉藤龍
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2012
  • 発表場所: オーストリア、ウィーン
• [学会発表] Comparisons of TransCom models simulated methane vertical profiles with in situ observations
  • 著者名/発表者名: 斉藤龍
  • 学会等名: Sixth International Symposium on Non-CO2 Greenhouse Gases (NCGG-6)
  • 発表場所: オランダ、アムステルダム