二酸化炭素の全球循環とその気候応答の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01275
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 青木 周司 東北大学, 理学研究科, 学術研究員 (00183129)
• 研究分担者: 森本 真司 東北大学, 理学研究科, 教授 (30270424)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 二酸化炭素濃度 / 同位体比 / 酸素濃度 / モデル

研究実績の概要

１）二酸化炭素濃度やその同位体比および酸素濃度の広域観測（青木、森本、研究協力者）
日本-オセアニア間および日本-北米間を航行する定期コンテナ船上、北極ニーオルスン基地、北極チャーチル基地、南極昭和基地、日本とシベリア上空での航空機による系統的な大気採取による二酸化炭素濃度やその同位体比および酸素濃度の観測を継続的に展開するとともに、北極ニーオルスン基地、南極昭和基地での酸素や二酸化炭素濃度の連続観測を継続して実施し、広域にわたる時空間変動を明らかにした。
２）二酸化炭素濃度やその同位体比および酸素濃度観測データを用いたCO2 の収支解析（青木、森本）
二酸化炭素の収支解析を進めるため、二酸化炭素の濃度やその同位体比の観測を展開している米国スクリップス海洋研究所および海洋大気庁地球システム研究所、オーストラリア連邦科学産業機構、国立環境研究所から関連データの収集を継続し、本研究によるデータと併せて地球規模のデータセットを作成した。作成されたデータセットの詳細な解析を行い、地球規模における二酸化炭素の濃度やその同位体比の時空間変動を明らかにした。
３）3次元大気化学輸送モデルと生態系モデルを用いた地球規模二酸化炭素収支の推定（青木、森本、Patra、伊藤）
3次元大気化学輸送モデルに、本研究で作成したCO2濃度の地球規模データセットを用いてインバージョン解析を行い、全球および全球を84分割した各領域におけるCO2フラックスとその時間変化を推定する。さらに、陸上生態系モデルによって与えられる温室効果気体フラックスおよび二酸化炭素同位体組成を、大気化学輸送モデルによる推定結果と比較する。その結果を踏まえて、二酸化炭素フラックスの経年変動のメカニズムを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Shipboard observations of atmospheric oxygen in the Southern Ocean during the 2017-2018 austral summer (2021)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, S., S. Takebayashi, D. Goto, G.Hashida, and S. Aoki
  • 雑誌名: Polar Science, 巻: 29 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.polar.2021.100691
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antarctic surface temperature and elevation during the Last Glacial Maximum (2021)
  • 著者名/発表者名: Buizert, C., T. Fudge, W. Roberts, E. Steig, S. Sherriff-Tadano, C. Ritz, E. Lefebvre, J. Edwards, K. Kawamura, I. Oyabu, H. Motoyama, E. Kahle, T. Jones, A. Abe-Ouchi, T. Obase, C. Martin, H. Corr, J. Severinghaus, R. Beaudette, J. A. Epifanio, E. J. Brook, K. Martin, J. Chappellaz, S. Aoki, T. Nakazawa, et al.
  • 雑誌名: Science 巻: 372 ページ: 1097-1101
  • DOI: 10.1126/science.abd2897
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Composition of firn air at the North Greenland Ice Core Project (NGRIP) site (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, K., T. Umezawa, S. Sugawara, S. Ishidoya, K. Ishijima, T. Saito, I Oyabu, S. Murayama, S. Morimoto, S. Aoki, and T. Nakazawa
  • 雑誌名: Palar Data Journal 巻: 5 ページ: 89-98
  • DOI: 10.20575/00000030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fractionation of O2/N2 and Ar/N2 in the Antarctic ice sheet during bubble formation and bubble-clathrate hydrate transition from precise gas measurements of the Dome Fuji ice core (2021)
  • 著者名/発表者名: Oyabu, I., K. Kawamura, T. Uchida, S. Fujita, K. Kitamura, M. Hirabayashi, S. Aoki, S. Morimoto, T.Nakazawa, J. P. Severinghaus, and J.Morgan
  • 雑誌名: The Cryosphere 巻: 15 ページ: 5529-5555
  • DOI: 10.5194/tc-15-5529-2021
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Vertical profiles of halocarbons in the stratosphere over Japan in 2020 and implications for the “mean age” of stratospheric air (2022)
  • 著者名/発表者名: Shoko Hikichi, Shinji Morimoto, Taku Umezawa, Takuya Saito, Sakae Toyoda, Satoshi Sugawara, Shigeyuki Ishidoya, Hideyuki Honda and Shuji Aoki
  • 学会等名: JpGU 2022
• [学会発表] 大気ポテンシャル酸素の季節変動に対する 南北半球間大気輸送の影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之, 丹羽洋介, 坪井一寛, 森本真司, 遠嶋康徳, 後藤大輔, 青木周司, 村山昌平, 青木伸行, 石島健太郎, 亀崎和輝, 松枝秀和
  • 学会等名: 大気化学討論会
• [学会発表] ractionation of O2/N2 and Ar/N2 in the Antarctic ice sheet from precise gas measurements of the Dome Fuji ice core -Constraining permeabilities of O2, N2 and Ar in the ice sheet with a simple diffusion model- (2021)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Oyabu, Kenji Kawamura, Tsutomu Uchida, Shuji Fujita, Kyotaro Kitamura, Motohiro Hirabayashi, Shuji Aoki, Shinji Morimoto, Takakiyo Nakazawa, Jeffrey P. Severinghaus, Jacob D. Morgan
  • 学会等名: The 12th symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] Variations of partial pressure of CO2 in the surface seawater (2021)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Matsuura, Shinji Morimoto, Gen Hashida, Tomomi Takamura, Shin-ichiro Nakaoka and Shuji Aoki
  • 学会等名: The 12th symposium on Polar Science
  • 国際学会
• [学会発表] ドームふじ氷床コアにおけるO2/N2とAr/N2の分別 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大藪幾美，川村賢二，内田努，藤田秀二，北村享太郎，平林幹啓，青木周司，森本真司，中澤高清
  • 学会等名: JSSI & JSSE Joint Conference, 2021
• [学会発表] 成層圏大気重力分離と空気年齢の新たな応用;海洋貯熱量変動評価における重要性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 石戸谷重之，菅原敏，青木周司，森本真司，本田秀之，豊田栄， 遠嶋康徳，後藤大輔，石島健太郎，長谷部文雄，丹羽洋介，青木伸行， 村山昌平，飯島一征，吉田哲也
  • 学会等名: 大気球シンポジウム
• [学会発表] Temporal and spatial variations of the mole fraction, carbon and hydrogen isotope ratios of atmospheric methane in the western Pacific region (2021)
  • 著者名/発表者名: Mahito Yasuda, Shinji Morimoto, Shuji Aoki, Ryo Fujita, and Taku Umezawa
  • 学会等名: JpGU 2021