| 研究課題/領域番号 |
26281019
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| 研究機関 | 独立行政法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
長島 佳菜 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境観測研究開発センター, 技術研究員 (90426289)
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| 研究分担者 |
東 久美子 国立極地研究所, 研究教育系, 准教授 (80202620)
西戸 裕嗣 岡山理科大学, 生物地球学部, 教授 (30140487)
原 由香里 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (30462493)
鹿山 雅裕 神戸大学, 理学研究科, 特別研究員(PD) (30634068)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ダスト / 気候変動 / 高時間解像度 / 地球化学 / 湖年縞堆積物 / 雪氷コア |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、アジアダストの沈積量とその供給源を季節毎に過去100年にわたり復元し、1.アジアダストの長距離輸送の季節性、2.ダスト供給源からの距離に応じた年間ダスト沈積量とその経年変化を明らかにすることにある。平成26年度は、雪氷コアを用いたカソードルミネッセンス（CL）分析法開発、湖底堆積物を用いた年間ダスト沈積量とその経年変化の検証（目的2）、全球化学輸送モデルを用いたダスト輸送の月別再現実験（目的1）を行った。以下に詳述する。
湖底堆積物の分析：平成26年6月20～24日にかけて、福井県・水月湖の７地点で表層コアを採取し、さらに水月湖と三方湖の集水域で土砂の採取を行った。表層コアは含水率が多く年縞に沿った分割が難しかったため、5mm（年縞約2枚分）間隔での分割を行った。分割した過去約100年分のコア試料と、水月湖・三方湖の集水域試料、砂漠・ダスト試料について、鉱物組成分析、ESR・結晶化度分析、粒度分析を行った。その結果、石英の結晶化度や長石のタイプ、粒度分析に基づくコア中のアジアダストの含有量推定に成功し、過去100年のダスト沈積フラックスの変動を復元した。復元したダスト沈積フラックスは0～6 mg/cm2/yearの値を持ち、1930-40年代に増加、1950-1970年代後半に減少、1970年代後半以降に増加する傾向が明らかになった。東アジアにおけるダスト沈積フラックスの長期復元は世界初である。
雪氷コアの分析：カナダKing Colコアを用いて、フィルターを用いた粒子の濃集方法と、フィルターを用いたCL分析の手法開発を主に行った。
モデル解析：全球化学輸送モデルGeos-chemを用いて2007-2012年について月毎に予察的なダスト輸送の検証を行った。その結果、春季のピーク以外に、8月にも弱いダスト輸送が行われている様子や、また年による季節性の違いが示された。
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| 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
平成26年度は、水月湖から得られた表層コアを用いて、過去100年のダスト沈積フラックスの復元を行い、これまでに観測データがほとんど得られていないダスト沈積フラックスとその長期変動について明らかにした。従って、湖沼堆積物を用いた研究に関しては、目的の達成に向け順調に研究が進んでいる。一方、雪氷コアを用いた研究に関しては、雪氷コア中の石英粒子のCL分析という前例のない分析に取り組むため、主にその手法の開発を行った。またCa2+濃度、粒子の精密粒度分布についても分析に着手しており、目的の達成に向けこちらも順調に進んでいる。モデル解析については、全球化学輸送モデルを利用して月毎のダスト輸送の再現実験を行い、得られた結果の評価を行っている。当初は、平成26～28年度にかけて、「全球」化学輸送モデルと「領域」化学輸送モデルそれぞれを用いた長期（～100年）再現実験を行う予定であったが、100年前に遡る気象場の再解析データとの親和性が高い「領域」化学輸送モデルに特化した開発を進めることにした。当初の研究計画からの変更はあったものの、モデルに関しても目的達成に向け順調に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
アジアダストの長距離輸送の季節性と経年変化を明らかにする事が本研究の主な目的であるが、経年変化については、平成26年度に湖堆積物のデータが既に得られたため、平成27年度以降は、ダスト輸送の季節性を検証するための分析および解析をより一層推進していく必要がある。特に、季節毎の時間解像度を持つ湖堆積物の柱状試料の連続分析や、堆積速度の速いカナダMount LoganのKing Colコアに含まれる粒子の粒子数・粒度分布測定等を中心に、ダスト輸送の季節性と経年変化を複数地点で明らかにしていく。
一方で、湖堆積物から得られたダスト沈積フラックスの時系列変化のメカニズムを検証するために、化学輸送モデルによる長期再現実験を行う。1900年以降の長期再現実験に必要となる気象場の再解析データは、ヨーロッパ中期予報センターが提供する20世紀同化プロジェクトから得られるものを利用する予定であり、まずはこの境界条件に対応しうる領域化学輸送モデル（WRF-chem）の開発（北半球領域を対象としたエリアの再設計や、東アジアに特化したダストモジュールの導入）を至急進め、再現実験に取り組む予定である。当初、湖堆積物に含まれる石英のESR分析を行い、ダストの供給源を推定する予定であったが、湖堆積物中に多く含まれる鉄やマンガンの酸化物がESR測定の妨げとなり、十分な精度のデータが得られていない。そこで今後は、より強力な化学処理を取り入れてESRの再分析に取り組むと共に、新たな指標（長石タイプ）を組み合わせたアジアダストの識別・供給源推定法を試みていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成26年度は、雪氷コアのフィルター試料を用いたCL分析が本格化しなかったため、フィルター等の消耗品の大量購入がなく、その分の費用を平成27年度に持ち越すことにした。また、秋田県・一の目潟の表層コア採取のために旅費を計上していたが、過去に採取したコアの利用が可能であることがわかったために平成26年度の調査をやめ、平成27年度の陸上調査のために持ち越すことにした。人件費・謝金に関しては、上記と同様の理由でCL分析が本格化しなかったため、平成26年度の雇用人数・日数が予定よりも少なくなった。分析数の増加を見越し、その分の費用を平成27年度に持ち越すことにした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度に、一の目潟の周辺および水月湖・三方湖の集水域を対象とした陸上調査を計画しており、これらの調査費として使用する計画である。また、季節毎の時間解像度でのダスト輸送・沈積情報を得るために、数多くのCL分析、雪氷コアのCa2+濃度測定、粒子の精密粒度分布測定を行う予定であり、消耗品費（分析の前処理に必要な試薬、CL分析のフィラメント、樹脂、ダイヤモンドペースト、粒子数・粒度分布測定に必要なアパーチャー）やアルバイト雇用のための人件費・謝金に使用する計画である。
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