Evaluation of climate change and carbon/oxygen cycles based on innovative observations of atmospheric constituents

基于对大气成分的创新观测来评估气候变化和碳/氧循环

• 批准号: 22H05006
• 负责人: 石戸谷 重之
• 金额: $ 128.21万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-27 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22H05006/
• 关键词: 広域三次元大気観測; 酸素・アルゴン・COS濃度; 成層圏重力分離・空気年齢; COS同位体比・酸素同位体比

船舶による広域ArおよびCOS濃度観測の早期開始に向けて、採取装置・容器の試験と、試験観測により得られた試料の大気主成分及びCOS濃度の分析を行った。観測結果からinlet fractionationによる成分分別の可能性が見出されたことから、空気取入口の改造を行い、最新の試料分析の結果から分別の最小化に成功したことが示唆された。大気球実験による成層圏重力分離等観測の実施に必要となる観測装置の更新・改良を進めるとともに、アーカイブ試料の分析を進めて、過去32年間の日本上空成層圏重力分離の変動を明らかにした。得られた長期変動と高度分布の解釈に必要となる成層圏重力分離シミュレーションの改良を進めた。 地上、船舶、航空機によるO2及びCO2濃度広域観測を維持し、これまでに得られたデータを、超高精度O2標準ガスに基づき基準を統一して大気輸送モデル逆解析用のデータとして整備した。超高精度分析の場合には、標準ガス分析とフラスコ分析の比較結果は必ずしも整合しない場合があるため、フラスコサンプルについて国内機関での比較を進めた。O2及びAr濃度のフォワード計算を実施するとともに、APO及びCOS濃度の国際的なモデル比較実験に参加し、シミュレーション結果を提出した。また、予備的に30年超の長期CO2逆解析を実施しO2観測に基づく炭素収支推定との比較解析に着手した。国内6サイト、南極昭和基地、北極ニーオルスンの各地上基地においてAr濃度観測を実施した。 森林チャンバー実験による酸素のd18O変動観測、ArおよびCOS観測標準の確立、新規導入質量分析計およびレーザー分析計の調整をそれぞれ推進した。

Early detection of Ar and COS concentrations in ship samples was carried out by means of equipment and vessel tests, and analysis of major components and COS concentrations in samples was carried out. The results of the test show that the possibility of component separation from inlet fractionation is successful in minimizing the results of the latest sample analysis. A study on the necessity of the implementation of gravity separation measurements in stratiform systems over Japan over the past 32 years has been conducted. In order to solve the problem of long-term fluctuation and height distribution, it is necessary to improve the gravity separation system of stratigraphy. O2 and CO2 concentration measurement in ground, ship and aircraft shall be maintained, and shall be carried out in accordance with the requirements of ultra-high precision O2 standard and basic standards. In the case of ultra-high precision analysis, the comparison results of standard analysis and standard analysis must be integrated. In the case of ultra-high precision analysis, the comparison results of domestic institutions must be improved. O2 and Ar concentrations were calculated and compared internationally. Results were presented. A comparative analysis of carbon dioxide emission estimates based on O2 measurements was carried out for the 30-year period in advance. Ar concentration measurement is carried out at 6 sites in China, Showa Base in Antarctica, and Upper Base in Arctic. The establishment of new standards for the determination of d18O, Ar and COS in forest soil and the introduction of quality analysis and adjustment of chemical analysis were carried out.

项目成果

Global carbon budgets estimated from long-term observations of the atmospheric CO2 mole fraction, isotopic ratio of CO2 and O2/N2 at Ny-Alesund, Svalbard

根据斯瓦尔巴群岛新奥勒松大气 CO2 摩尔分数、CO2 同位素比和 O2/N2 的长期观测估算出的全球碳预算

• 发表时间: 2023
• 作者: 後藤大輔;森本真司;石戸谷重之;青木周司
• 通讯作者: 青木周司

大気中の酸素の同位体比δ18Oの日内変動

大气氧同位素比δ18O的日变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 石戸谷重之;菅原敏
• 通讯作者: 菅原敏

Continuous carbonyl sulfide concentration measurement using a portable mid-infrared laser spectrometer

使用便携式中红外激光光谱仪连续测量硫化羰浓度

• 发表时间: 2022
• 作者: Kamezaki K.;Danielache S.O.;Hattori S.;Idihoya S.;Murayama S.;Maeda T. and Muraoka H
• 通讯作者: Maeda T. and Muraoka H

Measurement report: Method for evaluating CO2 emission from a cement plant by atmosphere O2/N2 and CO2 measurements and its applicability to the detection of CO2 capture signals

测量报告：通过大气O2/N2和CO2测量评估水泥厂CO2排放的方法及其对CO2捕获信号检测的适用性

• DOI: 10.5194/acp-2022-570
• 发表时间: 2022
• 期刊: Atmospheric Chemistry and Physics Discussions
• 作者: Ishidoya Shigeyuki;Tsuboi Kazuhiro;Kondo Hiroaki;Ishijima Kentaro;Aoki Nobuyuki;Matsueda Hidekazu;Saito Kazuyuki
• 通讯作者: Saito Kazuyuki

炭素循環トレーサーとしての活用に向けた 大気中硫化カルボニルの観測体制の構築

建立大气碳酰硫化合物碳循环示踪观测系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 奈良英樹; 遠嶋康徳;中岡慎一郎
• 通讯作者: 中岡慎一郎