大気化学輸送モデルを用いたトップダウン手法による一酸化二窒素の全球収支の解析

• 研究課題/領域番号: 23710034
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 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): 2011-04-28 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011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: 一酸化二窒素 / トップダウン / 放出量 / 推定 / 逆計算 / モデル / 観測 / N2O同位体モデル開発 / 最適化手法開発 / 放出源の推定 / 全球収支 / 逆解析 / 先験値 / マルチエミッション計算 / N2O / TransCom-N2O

研究成果の概要

大気中一酸化二窒素（N2O）の計算を行うために、大気大循環モデルに成層圏でのN2O とオゾンの光化学反応を組み込んだ大気化学輸送モデルを開発した。本モデルは大気N2Oモデル相互比較実験（TransCom-N2O）において他のモデルと比べて優れた性能を示し、逆計算においても高い信頼性が有することが予想された。逆計算による地域毎のN2O放出量変動の推定の結果、陸域では概ね先験値と異なる変動傾向を示し、春の農業における施肥や融雪が原因となっている可能性や、更なる観測データの拡充による逆計算精度向上の必要性が示唆された。また観測データの整備を行い、モデル計算以外でのN2O逆計算研究への貢献も行った。

研究成果

• [雑誌論文] TransCom N2O model inter-comparison - Part 1: Assessing the influence of transport and surface fluxes on tropospheric N2O variability (2014)
  • 著者名/発表者名: R. L. Thompson, P. K. Patra, K. Ishijima, E. Saikawa, M. Corazza, U. Karstens, C. Wilson, P. Bergamaschi, E. Dlugokencky, C. Sweeney, R. G. Prinn, R. F. Weiss, S. O’Doherty, P. J. Fraser, L. P. Steele, P. B. Krummel, M. Saunois, M. Chipperfield, and P. Bousquet
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. 巻: 14 号: 8 ページ: 4349-4368
  • DOI: 10.5194/acp-14-4349-2014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Global and regional emissions estimates for N2O (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Saikawa, R. G. Prinn, E. Dlugokencky, K. Ishijima, G. S. Dutton, B. D. Hall, R. Langenfelds, Y. Tohjima, T. Machida, M. Manizza, M. Rigby, S. O’Doherty, P. K. Patra, C. M. Harth, R. F. Weiss, P. B. Krummel, M. van der Schoot, P. J. Fraser, L. P. Steele, S. Aoki, T. Nakazawa, and J. W. Elkins
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. 巻: 14 号: 9 ページ: 4617-4641
  • DOI: 10.5194/acp-14-4617-2014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TransCom N2O model inter-comparison - Part 2: Atmospheric inversion estimates of N2O emissions (2014)
  • 著者名/発表者名: R. L. Thompson, K. Ishijima, E. Saikawa, M. Corazza, U. Karstens, P. K. Patra, P. Bergamaschi, F. Chevallier, E. Dlugokencky, R. G. Prinn, R. F. Weiss, S. O’Doherty, P. J. Fraser, L. P. Steele, P. B. Krummel, A. Vermeulen, Y. Tohjima, A. Jordan, L. Haszpra, M. Steinbacher et al.
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. 巻: 14 号: 12 ページ: 6177-6194
  • DOI: 10.5194/acp-14-6177-2014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TransCom N2O model inter-comparison Part II: Atmospheric inversion estimates of N2O emissions (2014)
  • 著者名/発表者名: Thompson, R. L., Ishijima, K., Saikawa, E., Corazza, M., Karstens, U., Patra, P. K., Bergamaschi, P., Chevallier, F., Dlugokencky, E., Prinn, R. G., Weiss, R. F., O'Doherty, S., Fraser, P. J., Steele, L. P., Krummel, P. B., Vermeulen, A., Tohjima, Y., Jordan, A., Haszpra, L., Steinbacher, M., Van der Laan, S. 他
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. Discuss. 巻: 14 ページ: 5271-5321
  • DOI: 10.5194/acpd-14-5271-2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrous oxide emissions 1999 to 2009 from a global atmospheric inversion (2014)
  • 著者名/発表者名: R. L. Thompson, F. Chevallier, A. M. Crotwell, G. Dutton, R. L. Langenfelds, R. G. Prinn, R. F. Weiss, Y. Tohjima, T. Nakazawa, P. B. Krummel, L. P. Steele, P. Fraser, S. O'Doherty, K. Ishijima, and S. Aoki
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. 巻: 14 号: 4 ページ: 1801-1817
  • DOI: 10.5194/acp-14-1801-2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global and regional emissions estimates for N2O (2013)
  • 著者名/発表者名: E. Saikawa, R. G. Prinn, E. Dlugokencky, K. Ishijima, G. S. Dutton, B. D. Hall, R. Langenfelds, Y. Tohjima, T. Machida, M. Manizza, M. Rigby, S. O’Doherty, P. K. Patra, C. M. Harth, R. F. Weiss, P. B. Krummel, M. van der Schoot, P. J. Fraser, L. P. Steele, S. Aoki, T. Nakazawa, and J. W. Elkins
  • 雑誌名: Atmos. Chem. Phys. Discuss. 巻: 13 ページ: 19471-19525
  • DOI: 10.5194/acpd-13-19471-2013
  • 査読あり
• [学会発表] Atmospheric N2O isotope simulation: Model optimization, comparison with observation and source implication (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Ishijima, Sakae Toyoda, Masayuki Takigawa, Kengo Sudo, Takakiyo Nakazawa, Shuji Aoki, Shinji Morimoto, Satoshi Sugawara Thomas Rockmann, Jan Kaiser, Naohiro Yoshida
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Isotopomers
  • 発表場所: オランダ、アムステルダム
  • 年月日: 2014-11-05 – 2014-11-07
• [学会発表] Simulation of nitrous oxide in the troposphere and stratosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: 石島健太郎
  • 学会等名: IGAC/SPARC Global Chemistry-Climate Modeling and Evaluation Workshop
  • 発表場所: スイス、ダボス
• [学会発表] インバースモデリングによる地域別N2Oフラックス季節変動の推定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石島健太郎
  • 学会等名: 日本気象学会 2012年度春季大会
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] Longterm simulation of tropospheric and stratospheric N2O isotopomers and its application to global budget estimations (2012)
  • 著者名/発表者名: 石島健太郎
  • 学会等名: The Sixth International Symposium on Isotopomers (ISI-2012)
  • 発表場所: 米国、ワシントン市
• [学会発表] 大気中一酸化二窒素の全球モデリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 石島健太郎
  • 学会等名: 2012年 日本地球化学会年会
  • 発表場所: 福岡市
  • 招待講演
• [学会発表] マルチエミッション計算を用いたN2Oフラックス先験値の最適化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石島健太郎
  • 学会等名: 2012年 気象学会秋季大会
  • 発表場所: 札幌市
• [学会発表] マルチエミッション計算の全球N2Oフラックス推定への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石島健太郎
  • 学会等名: 第18回 大気化学討論会
  • 発表場所: 福岡市
• [学会発表] Seasonal variability of regional N2O flux estimated by inverse modeling (2011)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Ishijima, Prabir K. Patra, Rona L. Thompson and TransCom-N2O members
  • 学会等名: NCGG-6
  • 発表場所: Casa 400, Amsterdam, Netherland
• [学会発表] 北・西太平洋上における一酸化二窒素濃度の変動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石島健太郎、Patra K. Prabir、中澤高清、青木周司 、遠嶋康徳、伊藤昭彦
  • 学会等名: 第17回大気化学討論会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス（京都府）
• [学会発表] 大気中一酸化二窒素同位体の全球モデリング
  • 著者名/発表者名: 石島健太郎
  • 学会等名: 2013年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 筑波大学、茨城県