炭素・水素同位体分析に基づく大気中のメタン濃度変動の要因解明

2008 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 18204042
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 気象・海洋物理・陸水学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 青木 周司 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00183129)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: 陸域水循環・物質循環

研究概要

本研究では、我々が船舶や航空機、大気球など機動力に富んだ観測プラットフォームや、地上基地などを利用してこれまでに実施してきたメタン(CH_4)濃度観測を地球規模に拡充する。それと同時に、CH4の放出源や消滅源に関する情報を得るために、CH_4の炭素同位体比(δ^(13)C)および水素同位体比(δD)の高精度分析法を新たに開発する。これらの手法を実際の大気試料分析に適用するとともに、対流圏や成層圏で採集されアーカイブされている大気試料、南極大陸やグリーンランド氷床上部のフィルンと呼ばれる通気層から採集した大気試料、および氷床コアに含まれる空気も分析することにより、過去から現在にわたる濃度と同位体変動の実態を明らかにする。さらにCH_4に関連する大気化学反応過程を組み込んだモデルにより、地球規模のCH4変動をシミュレートすることによって、これまでのCH4濃度の経年変動の原因を明らかにし、最近のCH4濃度増加率の大幅低下の原因解明と、今後のCH4濃度変動の予測に資することができる科学的知見を得る。

研究成果

• [雑誌論文] Age of stratospheric air unchanged within uncertainties over the past 30 years, Nature Geoscience (2009)
  • 著者名/発表者名: EEngel, A., Mobius, T., Bonisch, H., Schmidt, U., Heinz, R., Levin, I., Atlas, E., Aoki, S., Nakazawa, T., Sugawara, S., Moore, F., Hurst, D., Elkins, J., Schauffler, S., Andrews, A. and Boering, K.,
  • 雑誌名: Nature Geoscience 2doi : 10.1038/ngeo388 ページ: 28-31
  • 査読あり
• [雑誌論文] Northern Hemisphere forcing of climatic cycles in Antarctica over the past (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, K., F. Parrenin, L. Lisiecki, R. Uemura, F. Vimeux, J. P. Severinghaus, M. Hutterli, T. Nakazawa, S. Aoki, J. Jouzel, M. E. Raymo, K. Matsumoto, H. Nakata, H. Motoyama, S. Fujita, K. Goto-Azuma, Y. Fujii, O. Watanabe
  • 雑誌名: 360,000 years, Nature 448doi : 10.1038/nature 06015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weak Northern and Strong Tropical Land Carbon Uptake from Vertical Profiles of Atmospheric CO_2 (2007)
  • 著者名/発表者名: Stephens, B.B., K.R. Gurney, P.P. Tans, C. Sweeney, W.Peters, L. Bruhwiler, P. Ciais, M. Ramonet, P. Bousquet, T. Nakazawa, S. Aoki, T. Machida, G. Inoue, N. Vinnichenko, J. Lloyd, A. Jordan, M. Heimann, O. Shibistova, R. L. Langenfelds, L. P. Steele, R. J. Francey, A. S. Denning
  • 雑誌名: Science 316doi : 10.1126/science.1137004 ページ: 1732-1735
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temporal variations of the carbon isotopic ratio of atmospheric methane observed at Ny-Alesund, Svalbard from 1996 to 2004 (2006)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, S., S. Aoki, T. Nakazawa and T. Yamanouchi
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 33,L01807
  • 査読あり
• [学会発表] Development of High Precision Measurement System for d13C and dD of Atmospheric Methane (2007)
  • 著者名/発表者名: EAoki, S., T. Umezawal, S. Morimoto and T. Nakazawa
  • 学会等名: 14^<th> WMO/IAEA Meeting of Experts on Carbon Dioxide, Other Greenhouse Gases and Related Tracer Measurement Techniques
  • 発表場所: Helsinki
  • 年月日: 20070910-14
• [図書] 環境化学, 丸善(第20卷) (2007)
  • 著者名/発表者名: 青木周司
  • 総ページ数: 203-207
  • 出版者: メタン,実験化学講座
• [備考]
  • URL: http://tgr.geophys.tohoku.ac.jp/