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南極大気中の硫酸安定同位体組成の季節変動を再現する大気化学輸送モデルの構築

公募研究

研究領域熱ー水ー物質の巨大リザーバ:全球環境変動を駆動する南大洋・南極氷床
研究課題/領域番号 18H05050
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関東京工業大学

研究代表者

服部 祥平  東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (70700152)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード南極 / エアロゾル / 三酸素同位体 / 硫黄同位体 / 気候変動 / 氷期 / 大規模火山噴火 / 大気化学輸送モデル / 三酸素同位体組成 / 硫酸 / 同位体異常 / 地球寒冷化 / 硫酸エアロゾル / 大気化学モデリング
研究実績の概要

南極の氷床コアには過去数十万年分の気温変動、二酸化炭素などの温室効果ガスの他、放射収支に負の影響を及ぼす大気中微粒子(エアロゾル)といった環境指標が保存されている。東南極の氷床コアに含まれる硫酸は、主に南大洋における植物プランクトンが放出するジメチルスルフィド(DMS)を起源とし、これが大気中で酸化されることで生成する。硫酸エアロゾルは、温暖化を抑制する気候フィードバックに関与する物質として注目を集めている。しかし、実際に気候変動が起こった際に、どのようなフィードバック機構により変化によって硫酸エアロゾル動態が変化しているのかには不明点が多い。
当該年度には、硫酸の硫黄同位体組成の季節変動要因を説明する硫黄化合物輸送過程をモデル化することを目的とし、南極沿岸と内陸の硫酸エアロゾルの硫黄同位体を比較した結果、両者に差異がなく、両者ともに硫黄起源の変化に応じて変動していることを発見した。この発見は硫黄同位体組成が起源推定に有用な指標であることを意味する。南極氷コアの氷期-間氷期の硫黄同位体変動の記録[Alexander et al., 2004 JGR-A]にこの手法を適用し、最終氷期における海洋生物起源の硫酸エアロゾルは現在の半分程度だったことが明らかにした。本成果をScientific Reports誌に発表した他、プレスリリースを行った。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] ワシントン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] グルノーブルアルプス大学/リヨン大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite Grenoble Alpes, CNRS/University of Lyon(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Washington(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Homogeneous sulfur isotope signature in East Antarctica and implication for sulfur source shifts through the last glacial-interglacial cycle2019

    • 著者名/発表者名
      Ishino Sakiko、Hattori Shohei、Savarino Joel、Legrand Michel、Albalat Emmanuelle、Albarede Francis、Preunkert Susanne、Jourdain Bruno、Yoshida Naohiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 12378-12378

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48801-1

    • NAID

      130007977229

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reduced marine phytoplankton sulphur emissions in the Southern Ocean during the past seven glacials2019

    • 著者名/発表者名
      Goto-Azuma K.、Hirabayashi M.、Motoyama H.、Miyake T.、Kuramoto T.、Uemura R.、Igarashi M.、Iizuka Y.、Sakurai T.、Horikawa S.、Suzuki K.、Suzuki T.、Fujita K.、Kondo Y.、Hattori S.、Fujii Y.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 3247-3247

    • DOI

      10.1038/s41467-019-11128-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tracing the sources and formation pathways of atmospheric particulate nitrate over the Pacific Ocean using stable isotopes2019

    • 著者名/発表者名
      Kamezaki Kazuki、Hattori Shohei、Iwamoto Yoko、Ishino Sakiko、Furutani Hiroshi、Miki Yusuke、Uematsu Mitsuo、Miura Kazuhiko、Yoshida Naohiro
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 209 ページ: 152-166

    • DOI

      10.1016/j.atmosenv.2019.04.026

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2600-years of stratospheric volcanism through sulfate isotopes2019

    • 著者名/発表者名
      Elsa Gautier, Joel Savarino, Joost Hoek, Joseph Erbland, Nicolas Caillon, Shohei Hattori, Naohiro Yoshida, Emmanuelle Albalat, Francis Albarede, James Farquhar
    • 雑誌名

      Nature communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 466-466

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08357-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 東南極における大気硫酸の硫黄安定同位体組成の季節変動と大気硫黄循環への示唆2019

    • 著者名/発表者名
      石野 咲子、服部 祥平、Joel Savarino、Michel Legrand、Susanne Preunkert、Bruno Jourdain、Francis Albarede、Emmanuelle Albalat、吉田 尚弘
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アルタイ山脈ベルーハ氷河コアから復元する過去100 年の硝酸同位体組成変動2019

    • 著者名/発表者名
      服部 祥平, Mang Lin, 竹内 望, 藤田 耕史, Caillon Nicolas, Akers Pete, Aizen Vladimir, Nikitin Stanislav, 吉田 尚弘, Savarino Joel
    • 学会等名
      2019年度地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アルタイ山脈ベルーハ氷河コアから復元する過去100 年の硝酸同位体組成変動2019

    • 著者名/発表者名
      服部祥平, Lin Mang, 竹内望, 藤田耕史, Nicolas Caillon, Pete Akers, Vladimir Aizen, Stanislav Nikitin, 吉田尚弘, Joel Savarino
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2019・山形)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The 60 years history of atmospheric sulfate formation pathways based on triple oxygen isotopic composition preserved in the SE-Dome ice core2019

    • 著者名/発表者名
      Shohei Hattori, Yoshinori Iizuka, Koji Fujita, Ryu Uemura, Sakiko Ishino, Naga Oshima, Sumito Matoba, Nozomi Suzuki, Asuka Tsuruta, Joel Savarino, Naohiro Yoshida
    • 学会等名
      2019 AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 東南極における積雪中の硫酸イオンの酸素同位体異常(△17O値)の緯度分布2019

    • 著者名/発表者名
      石野 咲子, 服部 祥平, 中澤 文男, 平林 幹啓, 鈴木 希実, 吉田 尚弘
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2019・山形)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Spatio-temporal variations of 17O excess of sulfate over Antarctica: reconciling observations and modeling2018

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Ishino, Shohei Httori, Becky Alexander, Qianjie Chen, Akinori Yamada, Naohiro Yoshid, Michel Legrand, Joel Savarino
    • 学会等名
      2018 joint 14th iCACGP Quadrennial Symposium/15th IGAC Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonality in sulfur isotopic compositions of atmospheric sulfate and its implications for atmospheric sulfur cycles in East Antarctica2018

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Ishino, Shohei Hattori, Joel Savarino, Michel Legrand, Emmanuelle Albalat, Francis. Albarede, Susanne Preunkert, Bruno Jourdain, Naohiro Yoshida
    • 学会等名
      The Ninth Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Do hypohalous acids play important roles on sulfate formation in the Antarctic atmosphere?2018

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Ishino, Shohei Hattori, Joel Savarino, Qianjie Chen, Jingyuan Shao, Naohiro Yoshida, Becky Alexander
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 硫黄同位体組成が解き明かす南極硫酸エアロゾルの起源

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2019/045087.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 南極の海洋生物起源の硫酸塩エアロゾルは氷期に減少していた

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2019/045079.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 地球規模の寒冷化を引き起こす大規模噴火記録を復元

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2019/043465.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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