成層圏大気年代のグローバル観測

• 研究課題/領域番号: 23340136
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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, 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) ; 森本 真司 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30270424)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2012年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2011年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
• キーワード: 成層圏過程 / 平均年代 / 成層圏 / 六フッ化硫黄

研究概要

日本、赤道太平洋東部、南極昭和基地において実施された成層圏大気のクライオサンプリング実験によって採集された大気サンプルを用いて、二酸化炭素、メタン、一酸化二窒素、六フッ化硫黄のそれぞれの濃度と、各種同位体比の測定を行い、二酸化炭素と六フッ化硫黄の濃度から成層圏大気の平均年代を推定した。その結果、平均年代の緯度分布が明らかになったことに加えて、日本上空では平均0.04年/年の割合で平均年代が増加傾向にあることが判った。同時に測定された重力分離の大きさと数値モデルを組み合わせることで、長期的に成層圏循環が弱まっており、平均年代は増加する傾向であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] 大気球観測により初めて捉えられた成層圏大気主成分の重力分離とその中層大気循環研究への応用 (2013)
  • 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, 豊田栄, 本田秀之, 橋田元, 村山昌平, 山内恭
  • 雑誌名: 宙航空研究開発機構研究開発報告2013 巻: JAXA-RR-13 ページ: 71-86
  • URL: http://repository.tksc.jaxa.jp/help/press.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gravitational Separation in the Stratosphere; A New Tracer of Atmospheric Circulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishidoya, S., S. Sugawara, S. Morimoto, S. Aoki, T. Nakazawa, H. Honda and S. Murayma
  • 雑誌名: Atmos. Phys. Chem. 巻: 13 号: 17 ページ: 8787-8796
  • DOI: 10.5194/acp-13-8787-2013
  • URL: http://www.atmos-chem-phys.net/13/8787/2013/
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大気球観測により初めて捉えられた成層圏大気主成分の重力分離とその中層大気循環研究への応用 (2013)
  • 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、豊田栄、本田秀之、橋田元、村山昌平、山内恭
  • 雑誌名: 宇宙航空研究開発機構研究開発報告２０１３年度 巻: JAXA-RR-13-011 ページ: 71-86
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱帯対流圏界層における力学・化学過程の統合的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷部 文雄, 青木 周司, 本田 秀之, 菅原 敏, 森本 真司, 豊田 栄, 石戸谷 重之, 後藤 大輔, 中澤 高清, 柴田 隆, 林 政彦, 西 憲敬, 藤原 正智, 宮崎 和幸, 塩谷 雅人, 鈴木 順子, 荻野 慎也, 稲飯 洋一, 清水 健作, 白井 知子
  • 雑誌名: 平成２５年度大気球シンポジウム集録 巻: isas-13-sbs ページ: 32-32
• [雑誌論文] 白鳳丸気球実験で得られた赤道成層圏CO2濃度と上部対流圏CO2濃度の比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 稲飯 洋一, 青木 周司, 本田 秀之, 菅原 敏, 森本 真司, 町田 敏暢, 松枝 秀和, 澤 庸介, 塩谷 雅人, 植松 光夫, 古谷 浩志, 豊田 栄, 中澤 高清, 飯嶋 一征, 荘司 泰弘, 松坂 幸彦, 井筒 直樹, 吉田 哲也
  • 雑誌名: 平成２５年度大気球シンポジウム集録 巻: isas-13-sbs ページ: 33-33
• [雑誌論文] 昭和基地における成層圏大気採取実験 54次隊実験報告 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森本 真司, 稲飯 洋一, 青木 周司, 菅原 敏, 石戸谷 重之, 豊田 栄, 本田 秀之, 菊池 雅行, 山内 恭, 中澤 高清, 飯嶋 一征, 井筒 直樹, 吉田 哲也
  • 雑誌名: 平成２５年度大気球シンポジウム集録 巻: isas-13-sbs ページ: 34-34
• [雑誌論文] 平成26年度成層圏大気クライオサンプリング実験計画 (2013)
  • 著者名/発表者名: 青木 周司, 本田 秀之, 豊田 栄, 菅原 敏, 森本 真司, 石戸谷 重之, 吉田 尚弘, 中村 俊夫, 稲飯 洋一, 中澤 高清
  • 雑誌名: 平成２５年度大気球シンポジウム集録 巻: isas-13-sbs ページ: 35-35
• [雑誌論文] Gravitational Separation in the Stratosphere; A New Tracer of Atmospheric Circulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishidoya, S., Morimoto,S. et al.
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. Discuss. 巻: 13 ページ: 4839-4861
  • DOI: 10.5194/acpd-13-4839-2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] 白鳳丸船上気球実験により観測された赤道上空成層圏の微量成分と平均年代の推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菅原 敏, 青木 周司, 本田 秀之, 稲飯洋一, 森本 真司, 他 10 名
  • 雑誌名: 平成24年度大気球シンポジウム集録 巻: (isas12-sbs)
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/j/researchers/symp/2012/1016_balloon_proc.shtml
• [雑誌論文] 2010 年クライオサンプリング実験の成果と成層圏メタン濃度の長期トレンド (2011)
  • 著者名/発表者名: 菅原 敏, 青木 周司, 中澤 高清, 本田秀之, 森本 真司, 他 4 名
  • 雑誌名: 平成23年度大気球シンポジウム集録 巻: (isas11-sbs)
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/j/researchers/symp/2011/1006_balloon_proc.shtml
• [雑誌論文] 2010年クライオサンプリング実験の成果と成層圏メタン濃度の長期トレンド (2011)
  • 著者名/発表者名: 菅原敏, 他
  • 雑誌名: 平成23年度大気球シンポジウム集録
• [雑誌論文] 大気成分の重力分離を利用した成層圏物質循環の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之, 他
  • 雑誌名: 平成23年度大気球シンポジウム集録
• [雑誌論文] 南極成層圏大気の直接採取による温室効果気体の観測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森本真司, 他
  • 雑誌名: 平成23年度大気球シンポジウム集録
• [学会発表] Vertical CO_2 gradient as an indicator of stratospheric circulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, S., S. Aoki, S. Morimoto, T. Nakazawa, S. Ishidoya, S. Toyoda, H. Honda
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2013-12-10
• [学会発表] Long-term trends of the stratospheric CO_2 and SF_6 observed by balloon-borne cryogenic sampler (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, S., S. Aoki, T. Nakazawa, S. Ishidoya, S. Morimoto, S. Toyoda, H. Honda
  • 学会等名: WCRP regional workshop on SPARC
  • 発表場所: WCRP regional workshop on SPARC
  • 年月日: 2013-04-02
• [学会発表] Long-term variation of the stratospheric CO2 over Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: S., SUGAWARA, S. AOKI, T. NAKAZAWA, S. ISHIDOYA, S. MORIMOTO, S. TOYODA, H. HONDA
  • 学会等名: ICDC2013
  • 発表場所: Beijing International Convention Center(Beijing, China)
• [学会発表] Numerical simulation of the gravitational separation in the stratosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, S., S. Ishidoya, S. Morimoto, S. Aoki, T. Nakazawa, H. Honda, S. Murayama
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2012-12-03
• [学会発表] Numerical Simulation of the Gravitational Separation in the Stratosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Sugawara
  • 学会等名: American Geophysical Union 2012 Fall meeting
  • 発表場所: San Francisco（USA）
• [学会発表] 日本上空の成層圏下部におけるメタン長期トレンド (2011)
  • 著者名/発表者名: 菅原敏, 他
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 千葉市
  • 年月日: 2011-05-23
• [学会発表] Vertical CO2 gradient as an indicator of stratospheric circulation
  • 著者名/発表者名: S., Sugawara, S. Aoki, S. Morimoto, T. Nakazawa, S. Ishidoya, S. Toyoda, H. Honda
  • 学会等名: AGU Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Center(San Francisco, USA)
• [学会発表] 過去25年間の成層圏CO2濃度のトレンドと年変動
  • 著者名/発表者名: 菅原敏、青木周司、中澤高清、石戸谷重之、森本真司、豊田栄、本田秀之
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合２０１３年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県、千葉市）
• [学会発表] EVALUATION OF THE MOLECULAR DIFFUSION PROCESS IN THE STRATOSPHERE
  • 著者名/発表者名: S. Sugawara
  • 学会等名: 日本地球惑星連合学会２０１２年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉市）
• [学会発表] 白鳳丸船上気球実験により観測された赤道上空成層圏の微量成分と平均年代の推定
  • 著者名/発表者名: 菅原敏
  • 学会等名: 宇宙科学研究所大気球シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所（相模原市）