同位体比を用いた大気中メタンの全球的変動原因の解明

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大気中のメタン(CH4)は、二酸化炭素に次いで重要な温室効果気体であることからその動態が注目されている。より確実なCH4濃度の将来予測を行うためにはCH4の変動メカニズム解明が急務であるが、CH4の生成消滅過程が非常に複雑であることや、大気中CH4濃度の観測のみからは大気中バックグランドCH4濃度の変動原因に関する情報を得ることが困難であること等の理由から、CH4濃度の変動原因について十分な理解が得られているとは言えない。本研究では、北半球高緯度域・北極域、南極昭和基地、そして北太平洋・西太平洋域における系統的なCH4濃度観測と、CH4放出源に関する情報を持つCH4の炭素・水素同位体比の高精度観測を行い、全球のCH4濃度・同位体比の変動を明らかにするとともに、大気中CH4濃度の変動に寄与した放出源変動に関する知見を得ることを目的とする。これまでに得られたCH4濃度及びCH4同位体比の全球時系列データについて、それらの季節変化及び経年変化、そして緯度方向の変動について解析を開始した。まずCH4濃度と炭素・水素同位体比の季節変化成分に関する解析からは、南半球低緯度域よりも北側ではOHラジカルによるCH4消滅反応が季節変化に大きく寄与しているが、南緯30-38度付近では、OHに加えてClラジカルとの反応も季節変化に影響していることが示唆された。西太平洋域でのCH4同位体比観測値を太平洋中央部でアメリカNOAAが観測している観測結果と比較すると、北半球の夏季は西太平洋域でCH4濃度が低く炭素同位体比が高いこと、そして冬季には逆に西太平洋域で濃度が高く同位体比が低いことが示された。これらは、OHラジカルによるCH4消滅量の経度方向の変化や、西太平洋域では陸域CH4放出源の影響を受けた大気を観測していること等が原因と考えられる。