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1990年代から、大気中酸素（O2）および二酸化炭素（CO2）濃度の長期変動に基づく海洋と陸上生物圏によるCO2吸収量の定量評価が行われてきた。この手法でCO2収支を推定する際には、海洋貯熱量の変化に伴って生じる海洋から大気へのO2放出の影響を補正することが必要であるが、その困難さの為、CO2吸収量の推定には大きな誤差が残されている。
本研究では、海洋貯熱量の変化のみに起因して変動する大気中アルゴン（Ar）濃度の計測システムを開発して、従来から採取・保管されてきた南極の大気試料を分析して大気中Ar濃度の変動を検出することにより、海洋貯熱量の変化、およびそれに伴うO2放出量を評価し、大気中O2・CO2濃度変動に基づくより正確なCO2収支を推定することを目指した。
大気中Ar濃度計測システムには、質量分析計Isorprime100を検出器として採用した。温度変化に同期した出力変動が確認されたため、装置周辺の温度変化に敏感な箇所を断熱材で覆い、分析する試料の流量を調整することにより、測定精度は標準偏差１sigmaで21 per megと評価した。しかし、この精度は海洋貯熱量変動から期待される大気中Ar濃度変動を検出するためにはまだ不十分であり、今後システムのさらなる測定精度向上が課題として残された。また、南極・昭和基地で採取された大気試料のO2濃度を測定し、従来から蓄積してきたデータと統合して過去16年間のO2濃度変動を明らかにした。現地で観測されているCO2濃度と組み合わせて解析することにより、2000-2016年の平均として、海洋と陸上生物圏のCO2吸収量はそれぞれ2.4±0.8、1.6±0.7 GtC/yr（1 GtCは炭素換算で10の12乗kg）と推定された。
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