北極域対流圏・成層圏物質の変動と気候影響

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11208201
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 山内 恭 国立極地研究所, 南極圏環境モニタリング研究センター, 教授 (00141995)
• 研究分担者: 森本 真司 国立極地研究所, 北極圏環境研究センター, 助手 (30270424) ; 橋田 元 国立極地研究所, 南極圏環境モニタリング研究センター, 助手 (00280537) ; 塩原 匡貴 国立極地研究所, 南極圏環境モニタリング研究センター, 助教授 (60291887) ; 青木 周司 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00183129) ; 遊馬 芳雄 北海道大学, 大学院・理学研究科, 講師 (10183732)
• キーワード: 温室効果気体 / 生成・消滅過程 / 同位体分布 / 大気-海洋交換 / 二酸化炭素分圧 / エアロゾルサンプリング / 放射効果 / 気候影響

研究概要

北極域大気の対流圏、成層圏における温室効果気体やエアロゾル、雲の変動を明らかにし、その原因となる輸送や生成・消滅過程の解明をはかり、南極域と対比しつつ、放射効果などを通じた気候への影響を評価することを目的としている。今年度は以下の計画を進めた。
(1)スバールバル諸島ニーオルスン基地において、温室効果気体についての大気サンプリング観測や地上気象の連続観測を継続している。これらを通じて、温室効果気体の濃度変動、同位体分析による変動原因の究明を進めている。特に、これまでの二酸化炭素に加え、微量であるメタン中の炭素同位体比を測定できるよう、質量分析計前処理システムの開発を進めた。
大気-海洋間二酸化炭素交換については、昨年度に引き続き秋期の観測を10月、バレンツ海にてノルウエー観測船ランセによって実施した。
(2)雲・擾乱の観測として、垂直レーダや降雪粒子の観測を、ニーオルスン基地にて継続した。ベーアアイランドでのレーダ観測と合わせ、グリーンランド海からスバールバル、北極海への擾乱の発達・変遷過程が明らかになった。
(3)北極対流圏エアロゾルと放射の総合観測ASTAR2000(Arctic Study of Tropospheric Aerosol and Radiation)をドイツ、アルフレッド・ウエーゲナー極地海洋研究所(AWI)と共同で、スバールバル地域で4月に実施した。航空機(AWI所有)で放射やエアロゾルの高度分布を測り、延べ19のプロファイルが得られた。大気全層の光学的厚さにして0.1以上という、汚れの度合いの大きい「北極ヘイズ」の状況が3分の1の事例で見られ、空気塊が北極海を通してシベリア域から来る場合に多いことが、気象客観解析データを使ったトラジェクトリー解析から示された。
日独共同の研究会をドイツ・ポツダム(5月)と河口湖(10月)で開催し、観測結果を検討した。

研究成果

• [文献書誌] Yamanouchi,T. and A.Herber: "Arctic study of tropospheric acrosol and radiation, ASTAR 2000 -field plan-"Environmental Research in the Arctic 2000, Mem.Natl.Polar Res., Spec.Issue. 54(Printing). (2001)
• [文献書誌] Yamanouchi,T.: "Observation of polar clouds and acrosols for radiation budget and climate study"Proceedings 1st Int'1 Workshop on Spaceborne Cloud Profiling Radar, Tsukuba, Japan, 24-26 Januray 2000. 85-91 (2000)
• [文献書誌] Morimoto,S.,S.Aoki and T.Yamanouchi: "Temporal variations of atmospheric CO_2 concentration and carbon isotope ratio in Ny-Alesund, Svalbard"Environmental Research in the Arctic 2000, Mem.Natl.Polar Res., Spec.Issue. 54(Printing). (2001)
• [文献書誌] Asuma,Y.,Y.Inoue,K.Kikuchi,M.Kajikawa,N.Sato and T.Hayakawa: "Wintertime precipitation behavior in the western Canadian Arctic region"J.Geophys.Res.. 105. 14927-14939 (2000)
• [文献書誌] Shibata,T.,H.Adachi,Y.Iwasaka,K.Shiraishi, and M.Fujiwara: "Lidar-Observed arctic PSCs over Svalbard"Lidar remote sensing for industry and environment monitoring, Proceedings of SPIE. 4153(Printing). (2001)
• [文献書誌] Morimoto,S.,Nakazawa,T.,Higuchi,K.and Aoki,S.: "Latitudinal distribution of atmospheric CO_2 sources and sinks inferred by δ13C measurements from 1985 to 1991"J.Geophys.Res.. 105. 24315-24326 (2000)