| 研究課題/領域番号 |
24310017
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 独立行政法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
村山 昌平 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 研究グループ長 (30222433)
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| 研究分担者 |
松枝 秀和 気象庁気象研究所, 地球化学研究部, 室長 (60354552)
渡辺 力 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (60353918)
坪井 一寛 気象庁気象研究所, 地球化学研究部, 主任研究官 (10553167)
石戸谷 重之 独立行政法人産業技術総合研究所, 環境管理技術研究部門, 研究員 (70374907)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 炭素循環 / 安定同位体 / 群落多層モデル / 森林生態系 / レーザー分光 |
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| 研究概要 |
H24年度は、同位体連続観測システムの開発、森林サイト(飛騨高山サイト)における現場観測および群落多層モデルの改良を進めた。
同位体連続観測システムに関しては、CO_2の吸収線強度が強い中赤外域の光を射出する分布帰還型(DFB)レーザー光源の波長を変化させ、CO_2の各同位体の吸収線の減衰を分離して測定できることを確認した。
しかし、高精度の同位体比測定のためには、高速に光源波長を変化させて、各同位体の吸収線を高頻度に測定する必要があるが、使用したDFBレーザーは、高速の波長変化に対して耐久性が不十分であることが判明した。このため耐久性が改良されたレーザーに交換したが、光学特性が従来のものと異なるため、光学セルや光学レンズ等の仕様を変更し改造を進めた。
飛騨高山サイトでの現場観測に関しては、年間を通して森林上におけるフラックス、森林内外のCO_2濃度、気象要素の連続観測データを取得し、現地訪問時にフラスコサンプリングによる異なる高度・深度における大気・土壌空気の採取、土壌水、水蒸気等の水試料の採取を実施し、質量分析計により同位体比分析を行った。
開発を進めている群落多層モデルMINCERの改良に関しては、高精度化を図るため、群落内において高度別に観測された、大気中CO_2濃度の時間変動(1時間毎)の再現性について検討した。森林上の実測データをモデル上端の境界条件として与え、1年間のシミュレーションを行ったところ、各高度における時間変化のパターンは概ね再現されていた。しかし、詳細にみると、季節や時間帯によって系統的な違いが生じる傾向があった。その原因として、モデルに含まれる、森林内大気中の鉛直混合過程や土壌呼吸に関わるパラメタリゼーションが不適切であることが考えられるため、今後はこれらの点について改良を進める。
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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
群落多層モデルの改良や現場観測は概ね順調に進んだが、同位体連続観測システムの開発に関しては、使用するDFBレーザーの耐久性に関して問題があることが明らかになり、その改良に時間を要したため、当初の計画より遅れを生じてしまった。
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| 今後の研究の推進方策 |
レーザーの変更に伴う同位体連続観測システムの改造を行い、早急にシステムを完成させ、現地観測を開始する。
観測結果との詳細な比較により、群落多層モデルの再現性の改良を進め、最適化を図る。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
レーザーの改良が遅れたため、このレーザーの仕様に合わせた観測システムの設計ができず、関係するパーツの購入ができなかったため、繰越金を生じた。H25年度は繰越金とH25年度研究費を合わせて観測システムの構築を進める。
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