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

利用同位素比阐明全球大气甲烷波动的原因

• 批准号: 20H01966
• 负责人: 森本 真司
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01966/
• 关键词: 温室効果気体; 物質循環; メタン; 同位体比

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。

In the middle of the atmosphere, the carbon dioxide (CH4) is the second most important. The future prediction of CH4 concentration is based on the change of CH4 concentration. The process of CH4 formation and elimination is very complex. The measurement of CH4 concentration in large atmosphere is based on the change of CH4 concentration. The information about the reason for the change of CH4 concentration is difficult to obtain. The reason for the change of CH4 concentration is well understood. This study provides systematic CH4 concentration measurements and information on CH4 emission sources in the Northern Hemisphere High Latitude Region, Arctic Region, Antarctic Showa Base, North Pacific Ocean and Western Pacific Ocean, as well as high-precision CH4 carbon/water isotope ratio measurements and global CH4 concentration/isotope ratio fluctuations. Changes in CH4 concentrations in large quantities are related to changes in emission sources. The analysis of CH4 concentrations and CH4 isotope ratios in global time series, seasonal and annual variations, and latitudinal variations begins. CH4 concentration, carbon, water isotope ratio and seasonal variation are analyzed in the lower latitudes of the Southern Hemisphere, north of the OH concentration range, and south of the 30-38 ° latitude range. CH4 isotope ratio measurements in the western Pacific Ocean region were compared with NOAA measurements in the central Pacific Ocean region. CH4 concentrations in the western Pacific Ocean region were low in the summer and high in the winter. CH4 emission in the western Pacific Ocean is affected by the large amount of CH4 emission.

项目成果

Variations of atmospheric carbon dioxide and its radioisotope in the Arctic Region.

北极地区大气二氧化碳及其放射性同位素的变化.

• 发表时间: 2021
• 作者: Sekine;H.;S. Morimoto;C. Yamada;D. Goto;M. Minami;T. Nakamura;S. Aoki
• 通讯作者: S. Aoki

西太平洋域及び極域での大気中CH4濃度とその炭素・水素同位体比の変動

西太平洋和极地地区大气CH4浓度及其碳氢同位素比变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Fujioka Hiroyuki;Nagao Sho;et. al;江尻信司;豊田隆寛・坂本圭・碓氷典久・広瀬成章・田中潔・勝間田高明・高橋大介・仁木将人・轡田邦夫・美山透・中野英之・浦川昇吾・小松謙介・川上雄真・山中吾郎;森本真司，保田真人，藤田遼，梅澤拓，青木周司
• 通讯作者: 森本真司，保田真人，藤田遼，梅澤拓，青木周司

Spatio-temporal variations of the atmospheric greenhouse gases and their sources and sinks in the Arctic region

• DOI: 10.1016/j.polar.2020.100553
• 发表时间: 2020-07
• 期刊: Polar Science
• 影响因子: 1.8
• 作者: S. Morimoto;D. Goto;S. Murayama;R. Fujita;R. Fujita;Y. Tohjima;S. Ishidoya;T. Machida;Y. Inai;P. Patra;Shamil Maksyutov;A. Ito;S. Aoki

Estimation of CH4 emissions from the East Siberian Arctic Shelf based on atmospheric observations aboard the R/V Mirai during fall cruises from 2012 to 2017

• DOI: 10.1016/j.polar.2020.100571
• 发表时间: 2020-08
• 期刊: Polar Science
• 影响因子: 1.8
• 作者: Y. Tohjima;J. Zeng;T. Shirai;Y. Niwa;S. Ishidoya;F. Taketani;D. Sasano;N. Kosugi;S. Kameyama;H. Takashima;Hideki Nara;S. Morimoto

カナダ・チャーチルにおける大気中メタン濃度とその炭素・水素同位体比の変動

加拿大丘吉尔大气甲烷浓度及其碳氢同位素比的变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Zhang;A.-C.;Jiang;Q.-T.;Tomioka;N.;Guo;Y.-J.;Chen;J.-N.;Li;Y.;Sakamoto;N. and Yurimoto;H.;尾崎智乙，森本真司，藤田遼，Doug Worthy,梅澤拓，後藤大輔
• 通讯作者: 尾崎智乙，森本真司，藤田遼，Doug Worthy,梅澤拓，後藤大輔