炭素同位体比を用いた北極域における大気中のメタン濃度の変動に関する研究

利用碳同位素比值研究北极地区大气甲烷浓度变化

• 批准号: 13740283
• 负责人: 森本 真司
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: National Institute of Polar Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740283/
• 关键词: 炭素循環; 温室効果気体; メタン; 炭素同位対比; 炭素同位体比; 北極

大気中のメタンは二酸化炭素に次いで重要な温室効果気体であり、産業革命以降の人間活動の活発化によって濃度が急激に増加していることが知られている。大気中メタンの現在の収支を明らかにするため、これまで主に大気中メタン濃度の観測が行われてきたが、地球表層におけるメタンの放出源が多岐にわたっていること、及び大気中のOHラジカルとの反応でメタンが消滅することなどから、濃度観測のみからは収支の推定が困難であると考えられる。本研究では、メタンの放出源や消滅反応に関する情報を持つ、メタンの炭素同位体比(δ^<13>CH_4)の精密観測を日指して、現有のガスクロマトグラフ質量分析計の改良を行ってきた。その結果、従来のδ^<13>CH_4分析に必要であった空気試料量の約1/100である50〜100mlの試料を用いて、δ^<13>CH_4値を従来法と同程度の精度(0.04-0.08パーミル)で精密分析可能にするシステムの開発に成功した。本システムを用いて、北極・ニーオルスン観測基地(北緯79度、東経15度)で採取された大気試料、及び過去にニーオルスンで採取されその一部を保存していた大気試料のδ^<13>CH_4分析を行い、1999年7月から2003年3月までの時系列データを得た。ニーオルスンにおけるδ^<13>CH_4は明瞭な季節変化を示し、9-10月に最低値、6月に最高値が観測された。これは、メタン濃度の季節変化(7-8月に最低値、11-1月に最高値を示す)と明らかに位相が異なっており、それぞれのメタン放出強度の季節変化に位相差があることに加え、夏期にOHラジカルとの反応によってメタンが消滅する際の同位体分別を反映していると考えられる。本研究で得られた約3年半のδ^<13>CH_4時系列データから、不規則な経年変動の存在が示唆された。このことは、地球表層でのメタン循環が年々変動していることを示しているが、結論を得るためには更に長期間の高精度データを蓄積する必要がある。

The important greenhouse effect of large carbon dioxide carbonate, the industrial revolution and The concentration of human activities in the world is reduced and the concentration is increased rapidly.大気中メタンのNow's income and expenditure を明らかにするため、これまで主に大気中メタンconcentration の観measurement が行われてきたが、Earth's surface におけるメタンのrelease source が多岐にわたっていること, and び大気中のOHラジカルとの濜でメタンがannihilationすることなどから、Concentration Observation のみからは Income and expenditure のestimation が Difficulty であるとtest えられる. In this study, the carbon isotope ratio (δ^<13 >CH_4) This is a precision measurement instrument and an improved version of the existing のロマトグラフ mass analyzer.そのResults, 従来のδ^<13>CH_4 analysis necessary であったempty sample amount のapproximately 1/100 である50~100ml sample をいて, δ ^<13>CH_4 The same degree of accuracy (0.04-0.08パーミル) of the CH_4 method is possible and the success of precise analysis is possible. This システムをいて, Arctic・ニーオルスンObservation base (79 degrees north latitude, east経15℃) された大気 sample, and び上にニーオルスンで选されその一をPreservationしていた大気Sampleのδ^<13>CH_4 Analysisを行い、July 1999からMarch 2003までの时 seriesデータを得た.ニーオルスンにけるδ^<13>CH_4 clearly shows the seasonal changes, the lowest value from September to October, and the highest value in June. Seasonal changes in concentration of これは and メタン (lowest value in July-August, highest value in November-January)夤をshowす)と明らかにphaseがdifferentなっており、それぞれのメタンreleases strengthのseasonal change phase difference があることに加え、summer period にOHラジカルとのanti応によってメタンがannihilationするinteriorのidentityreflectionしていると考えられる. In this study, we found that the chronological series of about 3 and a half years old δ^<13>CH_4 has a series of irregular and irregular movements.このことは、The surface of the earth's surface でのメタンcyclic が年々変动していることをshow しているが、Conclusion るためにはにIt is necessary to accumulate high-precision のデータを over a long period of time.

项目成果

Morimoto et al.: "Meteorological data at Japanese Ny-Alesund Observatory, Svalbard in 1999 and 2000"National Institute of Polar Research. 220 (2002)

Morimoto 等人：“1999 年和 2000 年斯瓦尔巴日本新奥勒松天文台的气象数据”国家极地研究所。