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上部対流圏下部成層圏におけるオゾン同位体比の3次元グローバル観測

对流层上层和平流层下层臭氧同位素比值三维全球观测

基本信息

批准号：
11J09766
负责人：
佐藤知紘
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

地球の大気は、他の惑星の大気に比べて極めてユニークな構造を持ち、オゾンはその中心的な役割を担っている。一般に同位体比は、その物質の起源物質、生成環境や反応過程、生成後の変質、消滅環境や反応過程、といった複雑な履歴を記録しており、物質循環のトレーサーとして用いられる。オゾンの酸素同位体比は大気中の他の酸素化合物の中で最も大きく、大気中の物質循環を理解する上で、オゾン同位体比の振る舞いを把握することは極めて重要である。これまでのオゾン同位体比の観測は気球を用いたその場観測が主流で、大気をグローバルな範囲で包括的に観測した例はない。本研究では、超伝導サブミリ波リム放射サウンダー(SMILES)の観測スペクトルデータを用いて、オゾン同位体比のグローバル分布を明らかにし、その形成メカニズムを理解することを目的とする。SMILESのようなリモートセンシング(リモセン)観測では、分子存在量といった物理量は観測スペクトルから反転解析によって求められる。本研究では、この反転解析手法をオゾン同位体比の導出に特化した。特に、先験値情報にオゾン同位体比の知見を導入し、リモセン観測では弱点であった観測確度の問題を解決した。この解析アルゴリズムによって導出されたオゾン同位体比の高度分布は、高度約30～40kmでは高度とともに上昇する傾向を示した(過去の観測と一致)。更に、未踏領域であった高度40km以上におけるオゾン同位体比の観測に初めて成功し、オゾン同位体比は成層圏界面(約45km)で極大となり、それ以上の高度領域では高度とともに減少することを明らかにした。本研究の成果は、オゾン同位体比が高度領域によってその振る舞いを変えることを観測によって世界で初めて明らかにし、オゾン同位体比研究に新しい知見を与えた。また、アルゴリズムの開発によって同位体比というより観測が困難な物理量の導出に成功し、リモセン観測の新たな可能性を示した。

The great atmosphere of the earth and the great atmosphere of other stars are closely related to the structure of the earth and the center of the earth. General isotope ratio, origin of matter, production environment, reaction process, quality after production, elimination environment, reaction process, recovery of matter, material cycle, use of matter The ratio of acid isotope to other acid compounds in the atmosphere is extremely important for understanding the material cycle in the atmosphere and for understanding the vibration of the ratio of acid isotope to other acid compounds. This is the first time that the isotope ratio has been measured. The purpose of this study is to understand the distribution and formation of SMILES, which are used in the measurement of SMILES. SMILES is a molecular weight measurement system. It is a molecular weight measurement system. In this study, the analytical method of isotope ratio was developed. The problem of measurement accuracy is solved by introducing information about isotope ratio and detecting its weakness. The height distribution of the isotope ratio is shown to be about 30~40km high (consistent with previous measurements). The initial measurement of the isotope ratio in the upper and lower regions above 40km was successful, and the isotope ratio in the upper and lower regions decreased at the interface of the stratigraphy (about 45km). The results of this study are as follows: 1. Isotope ratio: height domain: vibration domain: The development of a new method for determining the isotope ratio is difficult, and the derivation of physical quantities is successful.