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2021 年度 実績報告書

対流圏オゾンホールと海洋大気ヨウ素化学:西太平洋低緯度域の重点解析と全球知見統合

研究課題

研究課題/領域番号 21H04933
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

金谷 有剛  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), センター長 (60344305)

研究分担者 竹田 一彦  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (00236465)
関谷 高志  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 研究員 (00781460)
高島 久洋  福岡大学, 理学部, 准教授 (20469620)
竹谷 文一  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 主任研究員 (50377785)
岩本 洋子  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 准教授 (60599645)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
キーワード大気海洋物質循環 / オゾン収支 / 大気組成変動 / 光化学反応 / 地球温暖化 / 国際連携
研究実績の概要

大気中及び海水中のヨウ素類の計測を高度化するために、各種要素技術を開発した。イオンクロマトグラフィーにオートサンプラーを導入して自動化し、多数の試料が分析可能となった。IOラジカル計測のためのMAX-DOASでは、サブpptレベルの鉛直分布を最適に推定できるよう、初期濃度高度分布の設定等を評価した。大気ヨウ素粒子・ガス捕集のための2段式フィルターサンプラーを試作し、ICP-MSでの分析方法等について検討した。また、ボックスモデルおよび3次元大気化学輸送モデルでのシミュレーション結果を観測データと比較した。ヨウ素類の発生や化学反応を考慮しても、3次元モデルは低緯度域においてオゾン濃度を過大評価する傾向が残り、不均一反応を追加するなどの感度実験を通じた予備的な評価を開始した。海洋地球研究船「みらい」のMR21-03航海において、洋上大気中のオゾンとIO等の計測や、表層海水の採水と試験的な状態別ヨウ素化学分析を行い、海面水温・クロロフィルなどの情報を加え、これまでのデータと合わせて時空間変動とその要因を解析した。南北半球の広い緯度範囲にわたる大気IO濃度分布が海面水温と対応すること、IOとオゾン濃度の逆相関が低濃度オゾンの範囲まで観測される点から、オゾン濃度に依存しないヨウ素揮発過程が想定以上に重要である可能性を指摘する論文を発表した。対流圏オゾンアセスメントレポート第2期(TOAR-II)でのOceansワーキンググループの活動として、全球的評価の視点で「みらい」などの船舶や航空機によって計測された海上の大気オゾンデータを世界的に収集開始し、ハロゲン化学がオゾンに与える影響を世界の複数モデルで評価してゆくための道筋を定期的にオンライン会合を持ち議論した。

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

計測技術の改良、航海観測、モデルの高度化が想定どおり進展したため。サンプラーの構築についても、繰越の範囲で目的を達するものを製作することができた。

今後の研究の推進方策

大気・海洋観測データの交換と学際的なデータ解析、観測とモデルの連携、国際連携などについて、これまで以上に推進してゆく。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] BIRA-IASB(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      BIRA-IASB
  • [国際共同研究] The University of Birmingham(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      The University of Birmingham
  • [国際共同研究] CSIC(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      CSIC
  • [国際共同研究] NOAA(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NOAA
  • [国際共同研究] CSIRO(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      CSIRO
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      3
  • [雑誌論文] Full latitudinal marine atmospheric measurements of iodine monoxide2022

    • 著者名/発表者名
      Takashima, H., Kanaya, Y., Kato, S., Friedrich, M. M., Van Roozendael, M., Taketani, F., Miyakawa, T., Komazaki, Y., Cuevas, C. A., Saiz-Lopez, A., and Sekiya, T.
    • 雑誌名

      Atmospheric Chemistry and Physics

      巻: 22 ページ: 4005-4018

    • DOI

      10.5194/acp-22-4005-2022

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Iodine monoxide (IO) variations in the global marine boundary layer2022

    • 著者名/発表者名
      Hisahiro Takashima, Yugo Kanaya, Saki Kato, Martina M. Friedrich, Michel Van Roozendael, Fumikazu Taketani, Takuma Miyakawa, Yuichi Komazaki, Carlos A. Cuevas, Alfonso Saiz-Lopez, Takashi Sekiya
    • 学会等名
      8th hybrid SOLAS Open Science Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Ozone and CO observations over open oceans on R/V Mirai from 67S to 75N during 2012-17: Testing global chemical reanalysis TCR-2 in terms of Arctic processes and low ozone levels at low latitudes2021

    • 著者名/発表者名
      Yugo Kanaya, Kazuyuki Miyazaki, Fumikazu Taketani, Takuma Miyakawa, Hisahiro Takashima, Xiaole Pan, Saki Kato, Kengo Sudo Takashi Sekiya, Jun Inoue, Kazutoshi Sato, Kazuhiro Oshima
    • 学会等名
      16th IGAC Science Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Ozone Observations over Open Oceans on R/V Mirai from 67S to 75N since 2012: Testing Global Chemical Reanalysis TCR-2 in terms of Arctic Processes and Low Ozone Levels at Low Latitudes2021

    • 著者名/発表者名
      Yugo Kanaya, Kazuyuki Miyazaki, Fumikazu Taketani, Takuma Miyakawa, Hisahiro Takashima, Xiaole Pan, Saki Kato, Kengo Sudo, Takashi Sekiya, Jun Inoue, Kazutoshi Sato, Kazuhiro Oshima
    • 学会等名
      Quadrennial Ozone Symposium 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気化学研究の将来構想検討:大気汚染物質群の排出・化学過程・濃度のリンクとSLCFs気候・健康影響解明2021

    • 著者名/発表者名
      金谷有剛、須藤健悟、Prabir Patra、坂本陽介、関谷高志、藤縄環、谷本浩志、江口菜穂、齋藤尚子、 笠井康子、出牛真、佐藤知紘
    • 学会等名
      第26回大気化学討論会
  • [学会発表] 熱帯西部太平洋域における大気中のヨウ素の動態観測2021

    • 著者名/発表者名
      高島久洋, 金谷有剛, 大木淳之, Van Roozendael Michel, 竹谷文一
    • 学会等名
      第26回大気化学討論会
  • [学会発表] イオンクロマトクラフィーによる河川域の無機態およひ有機態ヨウ素の定量と季節変動についての調査2021

    • 著者名/発表者名
      梅田誉史, 竹田一彦, 岩本洋子, 伊藤一明
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
  • [備考] 熱帯西部太平洋で大気中のヨウ素濃度が極めて高い海域“ヨウ素の泉”を発見

    • URL

      https://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20220331/

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公開日: 2023-12-25  

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