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2013 年度 実績報告書

炭素・水素同位体比観測による北半球高緯度での大気中メタン変動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23310012
研究機関東北大学

研究代表者

森本 真司  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30270424)

研究分担者 青木 周司  東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00183129)
山内 恭  国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (00141995)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
キーワード物質循環 / 環境計測 / 温室効果気体 / 同位体比
研究概要

大気中のメタン(CH4)は、二酸化炭素(CO2)に次ぐ重要な温室効果気体としてその動態が注目されているが、生成・消滅過程が非常に複雑であるため、その濃度変動の原因はまだ十分に理解されていない。また、北半球高緯度域には大量の有機物及びメタンハイドレートが貯蔵されており、温暖化によって大量のCH4が大気へ放出される可能性が指摘されているが、系統的な観測データが不足していることから、現在のCH4放出源の変動に関する知見についても未だ十分ではない。本研究では、北半球高緯度の4地点(スバールバル諸島ニーオルスン、カナダ・チャーチル、ロシア・スルグート、北太平洋航路北緯55度地点)において大気中のCH4濃度とCH4放出源に関する情報を持つCH4炭素・水素同位体比の系統的な時系列観測を実施し、北半球高緯度におけるCH4放出源それぞれの寄与と変動を明らかにすることを目的とする。
本年度は、これまで維持してきたニーオルスン、チャーチル、スルグート、北太平洋航路北緯55度地点での系統的なCH4濃度、CH4同位体比の時系列観測を継続し、引き続き高精度データを蓄積した。また、ニーオルスンとチャーチルで観測されたCH4濃度とその同位体比について初期解析を行い、2006年以降再び増加の始まったCH4濃度の変動原因について考察した。さらに、我々が採用している連続フロー式質量分析計を用いたCH4同位体比分析において、大気中のクリプトンが妨害因子として影響を与えていることが最近明らかになったため、その影響を補正するための基礎実験を開始した。

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

当初の計画通り、北半球高緯度域4地点でのCH4濃度・同位体比観測が順調に行われており、CH4放出源・消滅源の変動を議論することが可能な高精度データが得られているため。

今後の研究の推進方策

引き続き北半球高緯度域でのCH4濃度・同位体比観測を維持し、高精度時系列データの蓄積を図る。さらに、環北極域4地点でのメタン濃度・同位体比データの解析を進め、メタン放出源の変動の検出と変動原因の解明を目指す。大気中クリプトンの同位体比分析値への影響を取り除くための補正項を実験的に求め、過去にさかのぼって同位体比データを補正し、国際的な同位体比スケールとの整合性を確認する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Gravitational Separation in the Stratosphere; A New Tracer of Atmospheric Circulation2013

    • 著者名/発表者名
      Ishidoya, S., S. Sugawara, S. Morimoto, S. Aoki, T. Nakazawa, H. Honda and S. Murayma
    • 雑誌名

      Atmos. Phys. Chem.

      巻: 13 ページ: 8787-8796

    • DOI

      doi:10.5194/acp-13-8787-2013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of high precision continuous measurement system for the atmospheric O2/N2 ratio and systematic observations in the suburb of Sendai, Japan.2013

    • 著者名/発表者名
      Goto, D., S. Morimoto, S. Ishidoya, S. Aoki and T. Nakazawa
    • 雑誌名

      J. Meteorol. Soc. Japan

      巻: 91 ページ: 179-192

    • DOI

      doi:10.2151/jmsj.2013-206

    • 査読あり
  • [学会発表] Long-term changes of CH4 concentration and its carbon isotopic ratio in the lower stratosphere over Japan.2014

    • 著者名/発表者名
      Sugawara, S., S. Morimoto et al.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20140501-20140501
  • [学会発表] 大気観測に基づく地球規模炭素循環の研究2013

    • 著者名/発表者名
      森本真司
    • 学会等名
      日本気象学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20131120-20131120
    • 招待講演
  • [学会発表] スバールバル諸島ニーオルスンにおける大気中メタン濃度と同位体比の変動2013

    • 著者名/発表者名
      森本真司、梅澤拓、青木周司、中澤高清
    • 学会等名
      第19回大気化学討論会
    • 発表場所
      七尾
    • 年月日
      20131107-20131107
  • [学会発表] Temporal variations of concentration and isotope ratios of atmospheric methane observed at Ny-Alesund, Svalbard2013

    • 著者名/発表者名
      Morimoto, S., T. Umezawa, S. Aoki, T. Nakazawa and T. Yamanouchi
    • 学会等名
      9th International Carbon Dioxide Conference
    • 発表場所
      北京、中華人民共和国
    • 年月日
      20130604-20130604

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公開日: 2015-05-28  

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