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大都市における巨大メタン排出の起源・強度・地点推定のための高精度大気観測

研究課題

研究課題/領域番号 24K03065
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分63010:環境動態解析関連
研究機関大阪公立大学

研究代表者

植山 雅仁  大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (60508373)

研究分担者 梅澤 拓  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (00570508)
寺尾 有希夫  国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (20469745)
研究期間 (年度) 2024-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2026年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2025年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2024年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
キーワードメタン / 都市 / モバイル観測 / 渦相関法 / 微気象 / 温室効果気体 / エタン / 大気観測
研究開始時の研究の概要

都市域は大量の温室効果ガスを排出しており、その削減が急務である。これまでの研究から、大阪府堺市の観測から、堺市中心部において、これまで把握されていなかった巨大なCH4排出源が存在していることが分かっている。本研究では、日本の大都市における巨大なCH4排出の起源、排出場所を高精度大気観測によりリアルタイムに定量評価する。そのために、エタンを排出起源のトレーサーに用いて、① CH4・エタン濃度の移動観測から、市内の排出地点、排出起源を地図化し、②大気乱流計測から、CH4・エタン排出量を30分毎にリアルタイムに観測することで、排出量と排出起源を高時間分解能で明らかにする。

研究実績の概要

本研究の目的は、我々の大阪府堺市でのこれまでの観測から、堺市中心部において、現状の科学で把握できていない巨大なCH4排出源が存在していることが分かっており、その原因を大気観測から明らかにすることである。今年度は、メタン・エタン分析計を調整して、渦相関法によるメタン・エタンフラックスの連続測定を堺市役所高層館において開始した。機器設置後、適切な補正法を検討し、正確にフラックスの観測・計算ができるようにした。連続測定は、2024年5月から開始し、30分毎に大きな欠測もなく、実施できている。これまでに、エタンフラックスをトレーサーとして利用することで、メタン排出の大部分が、都市ガス起源であることが分かった。また、日内変動、週内変動、季節変化などが、明らかになってきている。また、渦相関法の日中のフットプリント内を、自転車を用いてメタン・エタン濃度を移動観測(総走行距離540 km)し、フットプリント内のメタンの排出点源とその起源を評価した。また、堺市内に複数地点において13CH4の同位体測定を実施し、エタン濃度観測で都市ガス起源として判別された排出点が、同位体でも同様の結果になることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

渦相関法に必要とされる精度への機器の調整、補正方法の確立などが当初予定していたよりもスムーズに進捗したため、2024年5月から連続観測を開始させることができた。また、観測されたメタン、エタンフラックスから都市ガス起源、生物起源への分離する解析法の開発も前倒して実施することができ、解釈可能な知見が得られつつある。現在、初年度の観測結果を取りまとめた論文原稿を執筆しており、当初計画よりも半年〜1年前倒しでの成果が得られる可能性がある。濃度の移動観測については、堺市内での観測と比較するため、エクストラサクセスとして、大阪府内の周辺都市での観測を開始しており、次年度にさらにデータが蓄積されることで、大阪府内における堺市の排出量の位置づけが明らかになることが期待される。

今後の研究の推進方策

今年度は、昨年度に軌道に乗せた渦相関法によるメタン・エタンフラックスの連続測定を継続させ、複数年のデータを蓄積させることで、堺中心部からのメタン排出量の季節変化とその起源、また、年間排出量について知見を深化させる。渦相関法により観測されたメタンフラックスの研究成果を論文として取りまとめて公表する。堺市でのメタン排出量を周辺都市と比較するために、大阪府内の市において自転車による大気濃度の移動観測を実施する。実施予定の市としては、大阪狭山市、高石市、松原市、豊中市などを候補として考えている。

報告書

(1件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2025 2024

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Evaluating urban methane emissions and their attributes in a megacity, Osaka, Japan, via mobile and eddy covariance measurements2025

    • 著者名/発表者名
      Ueyama Masahito、Umezawa Taku、Terao Yukio、Lunt Mark、France James Lawrence
    • 雑誌名

      EGUsphere [preprint]

    • DOI

      10.5194/egusphere-2024-3926

    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 車載濃度観測に基づく都市域からのCH4排出と排出起源の測定2025

    • 著者名/発表者名
      植山雅仁・梅澤拓・寺尾有希夫・中岡暉
    • 学会等名
      日本農業気象学会2025年全国大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 野外の環境計測から知る生態系と都市の温室効果ガス収支2025

    • 著者名/発表者名
      植山雅仁
    • 学会等名
      第二回研究者交流会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 堺市におけるメタンの排出量とその発生起源の定量評価2024

    • 著者名/発表者名
      中岡暉・植山雅仁・梅澤拓・寺尾有希夫
    • 学会等名
      日本農業気象学会近畿支部大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 車載観測から見えた日本の二大都市圏(東京・大阪)のメタン放出源の特性2024

    • 著者名/発表者名
      梅澤拓・寺尾有希夫・植山雅仁
    • 学会等名
      水・大気環境連携セミナー
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 大都市からの温室効果気体排出量、排出起源、地点推定のための高精度大気観測2024

    • 著者名/発表者名
      植山雅仁
    • 学会等名
      メイワフォーシス主催 温室効果ガス測定に関するワークショップ
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2024-04-11   更新日: 2025-12-26  

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