炭素同位体比観測による南北両極域での大気中メタン濃度変動の解明

通过碳同位素比观测阐明极地地区大气甲烷浓度波动

• 批准号: 15710016
• 负责人: 森本 真司
• 金额: $ 2.11万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15710016/
• 关键词: 温室効果気体; メタン; 炭素同位体比; 炭素循環

大気中のメタン(CH_4)は二酸化炭素(CO_2)に次ぐ重要な温室効果気体として、その放出源・消滅源の変動を定量的に明らかにすることが求められている。これまで大気中CH_4濃度の観測が各国研究機関によって広く行われてきたが、濃度観測のみからは様々なCH_4放出源の寄与それぞれを分離して評価できないために、CH_4濃度の変動原因を特定することは非常に困難であった。CH_4の炭素同位体比(δ^<13>CH_4)は、CH_4の放出源の種類によって値が大きく異なっているため、CH_4濃度とδ^<13>CH_4の同時精密観測を行うことによって、各放出源に関する情報が得られると考えられる。本研究では、まず、ガスクロマトグラフ質量分析計の改造と最適化を行い、少量の大気試料(100cc)を用いて0.05permilの精度でδ^<13>CH_4分析を可能にするシステムを開発した。次に、同様な観測を行っているニュージーランド大気水圏研究所(NIWA)との間で同位体標準ガスの比較実験を実施し、本研究で独自に開発した同位体スケールとNIWAスケール間の関係を把握した。そして、北極・ニーオルスン基地(北緯79度)及び南極・昭和基地(南緯69度)で採取され保存されていた大気試料の分析を行い、北極について1996年から現在まで、南極について2001年から2004年までの高精度時系列データを得た。北極域におけるδ^<13>CH_4は振幅0.4permilの明瞭な季節変化を示しながら経年的にわずかに上昇している。1998年にCH_4濃度の急増が観測されたがδ^<13>CH_4には有意な変動が見られなかったことから、1998年の濃度急増の原因として湿地起源と森林火災によるCH_4放出量増加が考えられる。南極域のδ^<13>CH_4データはまだデータ長が短いために長期トレンドに関する議論はできないが、振幅0.2permilの明瞭な季節変化の検出に成功した。

In the large scale, CH_4 and CO_2 play an important role in the production of greenhouse gases. It is very difficult to determine the CH_4 concentration in the medium and to separate the CH_4 emission source and the change cause of CH_4 concentration in the medium. CH_4 carbon isotope ratio (δ^<13>CH_4) and CH_4 emission source species are different, CH_4 concentration and δ^ CH_4 <13>simultaneous precision measurement is carried out, and information related to each emission source is obtained. In this study, the improvement and optimization of mass analyzer were carried out, and a small amount of large sample (100cc) was analyzed with an accuracy of 0.05permil<13>. This study independently explores the relationship between isotope and NIWA standards. High precision time series were obtained from the North Pole, North Pole and Showa bases (latitude 79 degrees) and South Pole and Showa bases (latitude 69 degrees) for the analysis of high-temperature samples preserved in the North Pole and South Pole from 1996 to 2001 to 2004. The amplitude of δ^ CH_4 in the Arctic region <13>is 0.4 permil, and the seasonal variation is indicated by the annual increase in δ ^CH_4. In 1998, the concentration of CH_4 increased <13>rapidly, and the reasons for the rapid increase in CH_4 concentration in 1998 were discussed. Antarctic region δ^<13>CH_4 data is not long, short, long, long,

项目成果

Concentration variations of atmospheric CO2 observed at Syowa Station, Antarctica from 1984 to 2000

• DOI: 10.3402/tellusb.v55i2.16767
• 发表时间: 2003-01
• 期刊: Tellus B: Chemical and Physical Meteorology
• 作者: S. Morimoto;T. Nakazawa;S. Aoki;G. Hashida;T. Yamanouchi