このテーマは地表における各ガスの排出と吸収を個別に推計し、それを積み上げることで国・地域や世界全体での収支を評価します。テーマ１と２は大気の観測データを出発点として地表の排出・吸収を求めますが（上から下に向かうため「トップダウン」と呼ばれます）、テーマ３は地上を出発点としています（下から上に向かうため「ボトムアップ」と呼ばれます）。できるだけ詳細で精度の高い情報を集めることで、トップダウンでは見ることが難しい空間分布や排出の内訳を示すのがボトムアップの特徴です。3つのサブテーマで構成され、それらは(1)自然起源の排出・吸収を扱うモデルと人為排出データ（インベントリ）に基づく評価（東京大学）、(2)衛星観測データを用いた地表での排出量とその変動の検出（千葉大学）、(3)森林における土壌のCO₂とCH₄の排出・吸収の観測とモデル評価（森林総合研究所）、を実施します。