北極域対流圏・成層圏物質の変動と気候影響

2001 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: 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) ; 和田 誠 国立極地研究所, 研究系, 助教授 (40132716) ; 青木 周司 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00183129) ; 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)
• キーワード: 温室効果気体 / 大気-海洋交換 / エアロゾル / 北極ヘイズ / 放射強制力 / 内部混合 / 極低気圧(ポーラーロー) / 極渦

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、オゾン、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。さらに、微量であるメタン中の炭素同位体比の分析も開始した。EU計画CONVECTIONに参加し、春先の4月に、グリーンランド海にて大気-海洋間二酸化炭素交換を観測した。
(2)雲・擾乱の観測として、ペアーアイランドにて行われているレーダ観測と対比して、スバールバル、ニーオルスン観測基地にてレーダ、降雪粒子、マイクロ波放射計観測を継続した。極低気圧を含む擾乱の発達過程を捕らえるデータが取得できた。
(3)北極対流圏エアロゾル・放射総合観測(ASTAR2000:Arctic Study of Tropospheric Aerosol and Radiation)のデータ解析を進めた。濃いエアロゾル層が見られた、ヘイズの事例では、トラジェクトリー解析からは、エアロゾルはシベリア域を発生源とし、北極海を短期間通過して北ないし北東から及んでいた。化学組成は、硫酸エアロゾルを主体としてススの割合も高い層も見られた。一方、光学的厚さが薄いバックグラウンドの場合、トラジェクトリーはグリーンランドを越え北極海を巡っている。ススが硫酸エアロゾルに取り込まれた内部混合の状態が顕著にみられた。長期間の北極海域での滞留が示唆される。観測された光学特性を北極気候モデルに組み入れ、放射強制力は場所により異なり、大きいところは数度/日の昇温が現れた。
(4)北極海横断航空機大気観測(AAMP02)、2002年3月、を実施した。双発ジェット機にサンフォトメータやエアロゾル測定器を搭載し、日本からスバールバルまでの飛行を行い、北極海上空の成層圏で極渦内外の水平分布や、アラスカ・バロー地域やスバールバル近傍での成層圏までの高度分布を取得した。

研究成果

• [文献書誌] Asuma, Y., N.Ogitani, M.Wada: "Radar echo characteristics at Ny-Alesund, Spitsbergen Island and Arctic storms over the Norwegian Sea"Extended Abstract of Second Wadati Conference on Global Change and the Polar Climate, Tsukuba, Japan. 166-168 (2001)
• [文献書誌] Hara, K., K.Osada, K.Matsunaga, T.Sakai, Y.Iwasaka, K, Furuya: "Concentration trends and mixing states of particulate oxalate in Arctic boundary layer in winter/spring"J. Geophys. Res. 107(Printing). (2002)
• [文献書誌] Hashida, G. et al.: "Temporal and spatial variations of surface oceanic CO_2 in the Greenland Sea and the Barents Sea"Extended Abstracts, 6th International Carbon Dioxide Conference, October 1-5, 2001, Sendai, Japan. 639-640 (2001)
• [文献書誌] Morimoto, S., S.Aoki T.Yamanouchi: "Temporal variations of atmospheric CO2 concentration and carbon isotope ratio in Ny-Alesund, Svalbard. "Environmental Research in the Arctic 2000""Mem. Natl. Inst. Polar Res., Spec. Issue. 54. 71-80 (2001)
• [文献書誌] Shibata, T., H.Adachi, Y.Iwasaka, K.Shiraishi, M.Fujiwara: "Lidar-observed arctic PSCs over Svalbard"Proceedings of SPIE, Lidar remotesensing for industry and Environment monitoring, 9-12 Oct. 2000, Sendai Japan. 4153. 256-263 (2001)
• [文献書誌] 山内 恭: "環北極気候比較におけるスバールバルの気候特性"南極資料. 45. 329-352 (2001)