北極域対流圏・成層圏物質の変動と気候影響

2003 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) ; 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, 教授 (40132716) ; 山形 定 北海道大学, 大学院工学研究科, 助手 (80220242) ; 青木 周司 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00183129)
• キーワード: 温室効果気体 / 大気-海洋交換 / エアロゾル / 北極ヘーズ / 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。15年度は、以下の結果を得た。
(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、オゾンの連続観測を継続し、気体濃度の分析としては従来からの二酸化炭素、メタン、一酸化二窒素濃度の他、新しく酸素・窒素比、長寿命のSF6濃度等も加え、また、二酸化炭素中の炭素同位体、酸素同位体、メタン中の炭素同位体の比率を導出した。
(2)地上からのエアロゾル・雲のリモートセンシングとして進めているマイクロ・パルス・ライダー観測から、年間を通じた雲の高度分布特性が求められた。また、冬期のライダー観測により極成層圏雲の観測を実施した。さらに、ベアーアイランドで行われているレーダ観測と対比して、引き続きレーダ、マイクロ波放射計観測を継続した。
(3)北極対流圏エアロゾル放射総合観測(ASTAR 2000)の高次のデータ解析を進め、航空機によって測定されたエアロゾル数濃度や組成から光学特性を導出し、航空機による直接測定による光学特性と良い対応を得た。さらにこの結果を北極領域気候モデルに入力し、地域的に偏在する大きな放射加熱領域が出ることが明らかにされた。
(4)2002年3月実施の北極海横断航空機大気観測(AAMP 02)の結果の解析をさらに進めた。今年度は、二酸化炭素濃度や硫化カルボニル(COS)濃度の分析結果から、成層圏の標準的値や極渦との関係、長距離輸送の効果が示された。
(5)2004年5〜6月に計画しているASTAR 04のための準備作業、試験飛行観測を9月にドイツ・ブレーマーハーフェンにて実施した。

研究成果

• [文献書誌] Hara, K., S.Yamagata, T.Yamanouchi, et al.: "Mixing states of individual aerosol particles in spring Arctic troposphere during ASTAR 2000 campaign."J.Geophys.Res.. 108-D7. 4209 (2003)
• [文献書誌] Inomata, Y., Y.Iwasaka, S.Morimoto, et al.: "Carbonyl Sulfide Concentration in the Arctic Lowermost Stratosphere and Stratosphere-Troposphere Transport."J.Meteorol.Soc.Japn. 81. 1471-1483 (2003)
• [文献書誌] Morimoto, S.et al.: "In-situ measurement of the ozone concentration in the Arctic Airborne Measurement Program 2002 (AAMP 02)."Polar Meteorol.Glaciol.. 17. 81-93 (2003)
• [文献書誌] Shiobara, M., M.Yabuki, H.Kobayashi: "A polar cloud analysis based on Micro-pulse Lidar measurements at Ny-Alesund, Svalbard and Syowa, Antarctica."Phys.Chem.Earth.. 28. 1205-1212 (2003)
• [文献書誌] Thomason, L.W., A.B.Herber, K.Sato, T.Yamanouchi: "Arctic Study on Tropospheric Aerosol and Radiation : comparison of tropospheric aerosol extinction profiles measured by airborne photometer and SAGE II."Geophys.Res.Lett.. 30. 1328 (2003)
• [文献書誌] Yamanouchi, T., M.Wada, M.Shiobara, S.et al.: "Preliminary report of the "Arctic Airborne Measurement Program 2002" (AAMP 02)."Polar Meteorol.Glaciol.. 17. 103-115 (2003)