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Quantitative analysis of global carbon cycle using stable carbon isotopic ratio derived from satellite measurement

利用卫星测量稳定碳同位素比定量分析全球碳循环

基本信息

批准号：
18K18185
负责人：
佐藤知紘
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Institute of Information and Communications Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年の地球規模の温暖化の将来を予測する上で、陸域・海洋・人間活動等のCO2排出や吸収の収支を理解することは重要であり、CO2の炭素同位体比（delta13C）はその強力な指標である。本研究では、delta13Cのグローバルな振る舞いの理解のため、12CO2と13CO2のスペクトルを高感度に取得するGOSAT-1衛星リモセンデータを使用し、従来は不可能とされていた衛星リモセンによるdelta-13C導出を目的とする。GOSAT-1では、12CO2、13CO2のスペクトルから放射伝達理論を用いた解析（リトリーバルと呼ぶ）により各存在量を推定する。2018年度は、本研究で最も重要となるリトリーバルアルゴリズムの最適化に着手し、衛星リモセンにおける同位体比リトリーバルにおいて重要となる先験値の最適化を実施した。2019年度は、2009~2014年の観測データに対してリトリーバル処理を実施し、衛星リモセンの長所である豊富なデータ量を最大限活かすための統計的アプローチ手法の開発を実施した。その結果を温室効果ガス世界資料センター（WDCGG）の地上観測データとの比較により検証した。2020~2021年度は、delta-13Cデータに生じている太陽天頂角との依存性を検証し、delta-13Cと太陽天頂角との間の高い依存性（相関係数-0.90）を解消するため、リトリーバルで用いる12CO2の波長範囲を変更し、12CO2と13CO2の導出感度の高度による不均一を解消した。2022年度は、この結果を用いて、本来の目標であるdelta13Cのグローバル分布を導出した。2023年度は、先行文献や地上観測結果との比較により、この結果を検証する。

CO2 emissions and emissions from land, ocean and human activities are important indicators for future predictions of global warming in recent years, and CO2 carbon isotope ratio (delta13C) is a powerful indicator for understanding. The purpose of this study is to understand the vibration of delta-13C and to derive delta-13C from GOSAT-1 satellites using 12CO2 and 13CO2 as a high sensitivity satellite. GOSAT-1, 12CO2 and 13CO2 are estimated by using the radiation theory. In 2018, the most important aspect of this study was the optimization of satellite isotope ratios. In 2019, the measurement data processing and satellite data processing for 2009 - 2014 will be implemented, and the statistical data processing method will be developed to maximize the activity of satellite data processing. The results of this study were compared with the results of the World Data Center (WDCGG). From 2020 to 2021, the dependence of delta-13C on solar zenith angle was investigated, and the high dependence of delta-13C on solar zenith angle (correlation coefficient-0.90) was solved. The wavelength range of 12CO2 was changed, and the height of derived sensitivity of 12 CO2 and 13CO2 was solved. In 2022, the results of this study were used to derive the original delta13C distribution. Comparison of the results of previous literature and ground surveys in 2023 and verification of the results