| 研究課題/領域番号 |
20H01975
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
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| 研究分担者 |
服部 祥平 東京工業大学, 物質理工学院, 研究員 (70700152) [辞退]
亀崎 和輝 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (00910142)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 硫黄同位体 / 硫化カルボニル / 大気化学モデリング / 人為起源 |
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| 研究実績の概要 |
硫化カルボニル(COS)は成層圏硫酸エアロゾル形成による地球の冷却効果の一因となる他、一次生産量の間接的な指標となる。しかし、COSの生成源のうち60%以上の起源が不明と指摘され、過去から将来にわたる成層圏硫酸エアロゾル量の推定や、COSを用いた一次生産量の評価を困難にしている。そこで本研究では、数値モデリング手法に基づく大気硫黄循環の解析に、COSの起源を区別できる硫黄安定同位体組成情報を組み合わせて、COSミッシングソースを特定し、全球COS収支を解明する。また、全球COS動態モデルを構築することで、人間活動の変化が対流圏COS動態・成層圏硫酸エアロゾル量を通じて気候変動に与える影響を評価・予測する。
本研究の初年度では連続的に大気COS濃度測定が可能な装置を導入し、インレットシステムの立ち上げを行った。2021年度ではフィールド用の測定方法を最適化、およびCOS濃度測定誤差の最小化をした。数値モデリングに関しては3次元大気化学輸送モデル(GEOS-Chem)用の計算機を構築し、モデルの導入を行った。さらに、COSの起源となる二硫化炭素(CS2)の酸化過程について１Dモデルで研究を行った。その結果、対流圏下部においてUV-A紫外線はCS2の光励起反応を起こすことを明らかにし、これまでモデル研究では考慮されてこなかったCS2からOCSへの酸化過程を論文の形でまとめて、現在投稿中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究では硫化カルボニル濃度と同位体比の観測、さらに数値モデリングによる二硫化硫黄から硫化カルボニルへの変換過程の解明を目指して行っている。観測においては、2021年度中に沖縄宮古島や北海道小樽での観測を予定していたが、コロナウイルス感染拡大の影響で観測が実施できなかった。しかし、当初の予定から遅れながらも硫化カルボニルの小型濃度測定装置を開発することができた。既に茨城県つくば市や岐阜県高山市において観測を実施することに成功しており、コロナウイルス感染拡大の影響が収まり次第観測が可能な状況にある。一方、同位体比測定については一部実施し、既に論文として報告した(Hattori et al., 2020)他、オランダの研究グループと共同で論文を報告している(Baarman et al., 2021 under revision)。数値モデリングに関しては、二硫化硫黄から硫化カルボニルの変換係数について解析し、7件学会で発表している他、オランダの研究グループと共同で論文を執筆した(Nagori et al., 2022 under revision)。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は開発した小型の硫化カルボニル濃度測定を運用して観測を行う。つくば・東京近辺で観測を実施し、装置の調整を行う他、コロナウイルス感染拡大が収束するようであれば、季節ごとの宮古島・小樽での観測を実施する。得られた結果を数値モデルに組み込み、硫黄同位体比を用いた硫黄循環の解明を行う。また、二硫化炭素から硫化カルボニルへの変換効率について論文にまとめ、査読付き国際誌に発表する。
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