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2016 年度 実績報告書

炭素・水素同位体比の精密観測による大気中のメタン濃度変動の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03722
研究機関東北大学

研究代表者

森本 真司  東北大学, 理学研究科, 教授 (30270424)

研究分担者 青木 周司  東北大学, 理学研究科, 教授 (00183129)
後藤 大輔  国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (10626386)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード温室効果気体 / メタン / 同位体比
研究実績の概要

大気中のメタンは、二酸化炭素に次いで重要な温室効果気体としその動態が注目されているが、生成・消滅過程が非常に複雑であるために、濃度変動の原因が十分に理解されていない。本研究では、メタンの放出源に関する情報を持つメタンの炭素・水素同位体比の全球観測を行い、大気中メタン濃度の変動原因について知見を得ることを目的とする。本年度の実績は以下の通りである。
・国立極地研究所に設置されている連続フロー式ガスクロマトグラフ・燃焼炉・質量分析計(GC-C-IRMS:MAT-252、MAT-253)の精度を維持しつつ大量の大気試料分析を実施するため、定期的に装置の不具合対応を行った。
・東北大学に設置されている連続フロー式ガスクロマトグラフ・熱分解炉・質量分析計(MAT-deltaPLUS)について分析シーケンスの調整を継続して実施した。
・北極域4地点(スバールバル諸島ニーオルスン、カナダ・チャーチル、ロシア・スルグート、北太平洋)での大気採取法によるメタン濃度とメタン炭素水素同位体比の時系列観測を維持すると共に、西太平洋を航行する民間コンテナ船上及び南極昭和基地で採取した大気試料の分析を行い、それぞれ高精度観測データを得た。また、同位体比分析値の連続性を維持・確認するために、定期的に同位体比スケールの確認実験行った。
・ニーオルスンにおけるメタン濃度、メタンの炭素・水素同位体比観測データの解析を行い、2000年代前半の大気中メタン濃度の増加停滞の原因は、化石燃料起源及び微生物起源メタンの放出が共に減少していた可能性を指摘した。また、2007年以降のメタン濃度の再増加には微生物起源メタンの放出が寄与していたことが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

適宜質量分析計の不具合対応を行い、分析が停止している期間をできるだけ短くすることで大量の大気試料分析を継続実施できたこと。さらに、本研究で得られたデータの解析から、非常にクオリティの高い観測データを得つつあることが確認できたことによる。

今後の研究の推進方策

北極域・西太平洋域・南極域で定期的に採取される大量の大気試料の高精度分析を継続し、世界的にみても不足しているメタン濃度と同位体比の時系列データを着実に蓄積すると共に、大気モデルを援用したデータ解析を行い、大気中メタン濃度の変動原因についての研究を推進する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 環境省研究所(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      環境省研究所
  • [雑誌論文] Seasonal and short-term variations in atmospheric potential oxygen at Ny-Aalesund, Svalbard2017

    • 著者名/発表者名
      Goto, D., S. Morimoto, S. Aoki, P.K. Patra and T. Nakazawa
    • 雑誌名

      Tellus

      巻: 69B ページ: -

    • DOI

      10.1080/16000889.2017.1311767

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ship-based observations of atmospheric potential oxygen and regional air-sea O2 flux in the northern North Pacific and the Arctic Ocean2016

    • 著者名/発表者名
      Ishidoya, S., H. Uchida, D. Sasano, N. Kosugi, S. Taguchi, M. Ishii, S. Morimoto, Y. Tohjima, S. Nishino, S. Murayama, S. Aoki, K. Ishijima, R. Fujita, D. Goto and T. Nakazawa
    • 雑誌名

      Tellus

      巻: 68B ページ: -

    • DOI

      10.3402/tellusb.v68.29972

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] スバールバル諸島ニーオルスンにおけるメタン炭素同位体比の長期変化2016

    • 著者名/発表者名
      森本真司、藤田遼、青木周司、中澤高清、山内恭
    • 学会等名
      第7回極域科学シンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所、東京都立川市
    • 年月日
      2016-11-29 – 2016-12-02
  • [学会発表] カナダ・チャーチルにおける炭素・水素同位体比の観測から推定された大気中CH4濃度変動にtaiする北方湿地の寄与2016

    • 著者名/発表者名
      藤田遼、森本真司、梅澤拓、石島健太郎、P.K. Patra, D.E.J. Worthy
    • 学会等名
      第7回極域科学シンポジウム
    • 発表場所
      国立極地研究所、東京都立川市
    • 年月日
      2016-11-29 – 2016-12-02
  • [学会発表] ユーラシア大陸上空の対流圏界面領域における大気中CH4濃度とその炭素・水素同位体比の季節変動の解析2016

    • 著者名/発表者名
      藤田遼、森本真司、青木周司、町田 敏暢,澤 庸介,松枝 秀和,坪井一寛,勝又啓一,梅澤拓,中澤高清
    • 学会等名
      日本気象学会秋季大会
    • 発表場所
      名古屋大学、愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [学会発表] Source identification of atmospheric methane variations at Churchill, Canada using carbon and hydrogen isotope analyses2016

    • 著者名/発表者名
      Fujita, R., S. Morimoto, T. Umezawa, K. Ishijima, P.K. Patra, D.E.J. Worthy, D. Goto, S. Aoki and T. Nakazawa
    • 学会等名
      IGAC Science Conference
    • 発表場所
      Breckenridge, CO, U.S.A.
    • 年月日
      2016-09-26 – 2016-09-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Regional methane (CH4) emission estimation based on observed atmospheric concentrations (2002-2012)2016

    • 著者名/発表者名
      Patra, P. K., T. Saeki, E.J. Dlugokencky, K. Ishijima, T. Umezawa, A. Ito, S. Aoki, S. Morimoto, E.A. Kort, A. Crotwell, K. Ravi Kumar and T. Nakazawa
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉県幕張市
    • 年月日
      2016-05-22 – 2016-05-26
  • [備考] 温室効果気体観測ネットワーク

    • URL

      http://caos.sakura.ne.jp/tgr/observation/network-2

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公開日: 2018-01-16  

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