3次元大気輸送モデルを用いた地球表層におけるメタン循環の解明

使用 3D 大气传输模型阐明地球表面的甲烷循环

• 批准号: 11740261
• 负责人: 佐伯 田鶴
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740261/
• 关键词: 物質循環; 数値モデル; 3次元大気輸送モデル; 温室効果気体; メタン; OHラジカル; 安定炭素同位体; 放射性炭素同位体; 数値計算; 二酸化炭素; クリプトン85

温室効果気体の一種であるメタンの循環解明のため、前年度までに開発した3次元大気輸送モデルを用いて、メタン濃度と炭素の安定同位体及び放射性同位体の数値実験を行った。メタンの全球放出量を575Tg/yrとし、各放出源の放出量及び同位体組成についての放出シナリオを作成した。放射性同位体については原子炉からの放出を考慮した。メタンの消滅源は土壌吸収及びOHラジカルとの反応と各々の過程における同位体分別効果を設定した。数種類の収支シナリオを用いて数値実験を行った結果、濃度と同位体組成は、放出源・消滅源の変化と大気輸送の影響によりそれぞれ特徴的な分布を示し、濃度と共に安定同位体と放射性同位体を利用することにより、濃度のみからでは得られない放出・消滅源に関する情報が得られることが示された。南北勾配の年平均濃度は計算結果では約150ppbvであり、NOAA/CMDLや東北大学による全球規模の観測結果と良い一致を示した。安定同位体比の緯度分布もQuayらによる観測による0.5per-milにほぼ一致した。しかし、放出源が多く存在する内陸における計算値は、大陸縁辺や海洋上の結果との差が大きく、経度方向の大きな不均一が見られ、主として大陸縁辺や海洋上で行われている従来の観測に加え、内陸での観測の重要性が示唆された。夏季の地表面付近の結果では、メタン濃度の高い領域が、シベリア、カナダ高緯度帯に出現し、安定同位体比が低いことから、微生物起源のメタンの影響が強いことが分かった。また、赤道域の南アメリカ、南アフリカ、東南アジアでは、濃度、安定同位体比が周辺に比較して高い領域があり、放射性同位体では差が大きくないことから、非微生物起源のメタンのうち特にバイオマス燃焼によるメタン放出が強いと考えられる。カスピ海西岸、ペルシア湾岸、北アメリカ五大湖南岸域では、濃度、安定同位体比が高く、放射性同位体が低くなっており、化石燃料起源のメタンが多く含まれると思われる。

A kind of greenhouse effect isotope cycle analysis, the previous year, the development of three-dimensional large gas transport, the concentration of carbon stable isotope and the number of radioactive isotope. The global emission amount of the emission source is 575Tg/yr, and the emission amount of the emission source and the isotope composition are determined. Radioactive isotope emission is considered The elimination of the source and the reaction of the OH to the isotope are set separately Number of species, concentration, isotope composition, emission, emission The results of the calculation of the annual average concentration of the North-South coordination are about 150ppbv. The results of the global scale measurement of NOAA/CMDL and Tohoku University are in good agreement. The latitudinal distribution of stable isotope ratios is consistent with that of the measured values. The calculation value of the inland area where the emission source exists is large, the difference between the results on the mainland and the ocean is large, and the direction of the longitude is large and uneven. The importance of the inland area measurement is demonstrated. In summer, the results of surface proximity are as follows: high concentration, high latitude, stable isotope ratio, strong influence of microbial origin. In the equatorial region, the south, south, southeast, concentration, stable isotope ratio, circumferential comparison, radioactive isotope difference, non-microbial origin, emission, and combustion are all considered. West Coast, Gulf Coast, North Coast, South Coast of the Great Lakes, High Concentration, High Stable Isotope Ratio, Low Radioactive Isotope Ratio, Fossil Fuel Origins, High Concentration, High Isotope Ratio