北極域における大気ポテンシャル酸素（APO）の変動解明

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K20444
• Research Institution: National Institute of Polar Research
• Principal Investigator: 後藤 大輔 国立極地研究所, 研究教育系, 助教 (10626386)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 大気中酸素 / 炭素循環 / 北極域

Outline of Annual Research Achievements

大気ポテンシャル酸素(Atmospheric Potential Oxygen : APO)は観測された大気中O2およびCO2濃度から導出され、大気-海洋間のO2交換によって変動するトレーサーとして、大気-海洋間のO2交換のメカニズムや海洋循環、海洋生物過程の理解に応用されている他、全球炭素収支の定量評価に利用されている。本研究では、環境変化の著しい北極域におけるAPOの長期変動の実態を把握するとともに、その長期的傾向から全球の炭素収支定量評価を目的として、スバールバル諸島ニーオルスンにおいて定期的な大気試料採取を実施し、大気中O2およびCO2濃度の系統的観測を継続実施した。ニーオルスンにおいて週１回採取される大気試料を分析することにより、1991-2021年のCO2および2001-2021年のO2およびAPOの長期変動を明らかにした。得られた長期の時系列データの解析を進め、APOの年々変動にENSOイベントとの相関が見られる時期が確認され、ENSOイベントの際の海水表面温度の変化による大気-海洋間のO2交換の変化の影響が反映されていることが示唆された。観測されたAPOおよびCO2の長期的な変動傾向に基づき、陸上生物圏および海洋によるCO2吸収量を20年間の平均としてそれぞれ1.6±0.9、2.6±0.7 GtC/yrと推定した。また、近年海洋によるCO2吸収量は増加傾向にあることも示された。CO2吸収量の推定誤差は依然として大きく残されているが、その大部分は海洋から大気への正味のO2放出量の不確実性によるものである。大気中アルゴン濃度は、海洋貯熱量の変化のみよって変動し、その長期変動に基づいて海洋から大気へのO2放出量の定量的な評価が期待されている。より正確なCO2吸収量定量化のためには、APOの系統的観測に加えて、大気中アルゴン濃度の系統的観測の実現が望まれる。

Research Products

• [Presentation] 大気ポテンシャル酸素の季節変動に対する南北半球間大気輸送の影響 (2021)
  • Author(s): 石戸谷重之, 菅原敏, 青木周司, 森本真司, 本田秀之, 豊田栄, 遠嶋康徳, 後藤大輔, 石島健太郎, 長谷部文雄, 丹羽洋介, 青木伸行, 村山昌平
  • Organizer: 大気化学討論会
• [Presentation] Preparation of O2/N2 dataset from the surface to the middle stratosphere around Japan traceable to NMIJ gravimetric scale (2021)
  • Author(s): ISHIDOYA Shigeyuki, MORIMOTO Shinji, TSUBOI Kazuhiro, SUGAWARA Satoshi, GOTO Daisuke, AOKI Nobuyuki, MURAYAMA Shohei, NIWA Yosuke, AOKI Shuji, MATSUEDA Hidekazu, ISHIJIMA Kentaro
  • Organizer: Japan Geoscience Union Meeting 2021