Analysis of global budget and atmospheric impacts of oceanic volatile organic compounds with integrated observations and chemistry-transport modeling

通过综合观测和化学传输模型分析海洋挥发性有机化合物的全球预算和大气影响

• 批准号: 17KK0016
• 负责人: 谷本 浩志
• 金额: $ 6.99万
• 依托单位: National Institute for Environmental Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018 至 2023
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17KK0016/
• 关键词: 大気化学; 海洋有機物; 硫化ジメチル; 地球観測; モデリング; アセトン; 海洋科学; 環境変動; 大気現象; 地球化学

海洋生態系は揮発性有機化合物(VOC)の重要な発生源の一つで、太陽光があたる海洋表層は含酸素揮発性有機化合物(OVOC)の重要な発生源の一つである。海洋バクテリアが VOCの分解に寄与することは広く知られていたが、バクテリアによるVOCの生成については依然として知見が限られている。本研究でVOC生成における海洋バクテリア群集の潜在的な役割を評価するため培養実験を行ったところ、2つのOVOCと4つの含硫黄揮発性有機化合物(SVOC)の生成が観測された。バクテリアの増殖期にアセトアルデヒドの生成が観察されたが、一方で、アセトアルデヒドの分解速度はその生産速度の3倍以上であった。定常期には、バクテリアによるアセトン、メタンチオール、DMS、ジチオギ酸、ジメチルジスルフィドの生成が観察され、これらは細菌の二次代謝産物として生成されたと考えられた。アセトンの生成速度は、分解速度よりもはるかに高く、海洋バクテリアは、アセトアルデヒドの分解だけでなく、アセトンの生成にも寄与していることが示された。また、バクテリア由来の海水溶存有機物(DOM)であるB-DOMが表層海水においてOVOCの発生源である可能性があるのではないかと考え、その可能性を調べた。実験室において天然のバクテリアに光照射することでB-DOM を生成したところ、観察された優勢なバクテリアは、ビブリオ科のものが優勢であった。B-DOMへの光照射により生成されたOVOCはアセトアルデヒドであり、アセトンではなかった。このことは、B-DOM は全球的な海洋表層水において、アセトアルデヒドの生成には重要であるものの、アセトンには重要ではないことを示唆していた。また、アセトアルデヒドは、B-DOM の光分解によってB-DOMから生成されている可能性があることが示唆された。

Marine ecosystems are important sources of volatile organic compounds (VOCs), and sunlight is also important sources of volatile organic compounds (OVOCs) in the ocean surface. The decomposition of VOCs in the ocean is still limited. In this study, the potential for VOC production in marine communities was evaluated, and the production of sulfur-containing volatile organic compounds (SVOCs) was measured. The production speed of the product is more than three times that of the production speed of the product. In the steady state, the production of bacteria and their secondary metabolites was investigated. The speed of formation and decomposition of a substance is high, and the speed of formation and decomposition of a substance is high. The possibility of the formation of dissolved organic matter (DOM) in seawater from which OVOC originated was adjusted. In the case of light irradiation, B-DOM is generated and observed in a natural environment. B-DOM light irradiation produces OVOC The B-DOM is the most important part of the world's ocean surface water. The possibility of B-DOM photodecomposition and B-DOM generation is discussed.

项目成果

Versatile and Targeted Validation of Space-Borne XCO2, XCH4 and XCO Observations by Mobile Ground-Based Direct-Sun Spectrometers

• DOI: 10.3389/frsen.2021.775805
• 发表时间: 2022-01
• 作者: A. Butz;Valentin Hanft;Ralph Kleinschek;Matthias M. Frey;Astrid Müller;Marvin Knapp;I. Morino;A. Agustí-Panareda;F. Hase;J. Landgraf;S. Vardag;H. Tanimoto

地球環境モニタリング等の活動30年の歴史と将来展望（5章 衛星による温室効果ガス観測の現状と今後の展望）

全球环境监测等活动30年的历史与未来展望（第五章：卫星温室气体观测现状与未来展望）

• 发表时间: 2022
• 期刊: 地球環境
• 作者: 松永恒雄;谷本浩志;大山博史
• 通讯作者: 大山博史

Global Atmospheric Budget of Acetone: Air‐Sea Exchange and the Contribution to Hydroxyl Radicals

全球丙酮的大气收支：气海交换和对羟基自由基的贡献

• DOI: 10.1029/2020jd032553
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Geophysical Research: Atmospheres
• 作者: W. Siyuan;Apel E.;Schwantes R.;Bates K.;Jacob D.;Fischer E.;Hornbrook R.;Hills A.;Emmons L.;Pan L.;Honomichl S.;Tilmes S.;Lamarque J.‐F.;Yang M.;Marandino C.;Saltzman E.;Bruyn W.;Kameyama S.;Tanimoto H.;Omori Y.;et al.
• 通讯作者: et al.

プロトン移動反応質量分析法による大気および海洋における揮発性有機化合物の観測的研究

利用质子转移反应质谱法观测研究大气和海洋中的挥发性有机化合物

• 发表时间: 2019
• 作者: 谷本浩志;猪俣敏;坂田昂平;大森裕子;亀山宗彦
• 通讯作者: 亀山宗彦

New approach to evaluate satellite-derived XCO2 over oceans by integrating ship and aircraft observations

• DOI: 10.5194/acp-21-8255-2021
• 发表时间: 2021-05
• 期刊: Atmospheric Chemistry and Physics
• 影响因子: 6.3
• 作者: Astrid Müller;H. Tanimoto;T. Sugita;T. Machida;S. Nakaoka;P. Patra;J. Laughner;D. Crisp