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フィルン試料のハロカーボン測定を利用した過去50年のメタン同位体変動の高精度復元(平成 31年度)
Reconstruction of atmospheric variations of methane isotopes over the last 50 years using measurements of halocarbons in firn air samples

予算区分
CD 文科-科研費
研究課題コード
1719CD017
開始/終了年度
2017~2019年
キーワード(日本語)
メタン,同位体,フィルン,ハロカーボン
キーワード(英語)
methane, isotope, firn, halocarbon

研究概要

重要な温室効果ガスであるメタン(CH4)の全球循環の解明は、その気候への影響やフィードバックの理解と将来予測にとって重要である。過去の変動の復元と要因理解はその重要な手がかりとなるが、現在の諸仮説の検証には観測的証拠が不足している。本研究の目的は、極域氷床上部の空隙層(フィルン)の空気試料から分析したCH4同位体比データから、南北両半球でのCH4放出源の時間変化を過去50年にわたって復元することである。これに不可欠なフィルン空気拡散モデルの高度化のため、フィルン空気試料のハロカーボン測定を行う。これにより、南北両極域でのCH4同位体比の時間変化を世界で初めて同時に復元し、CH4濃度の変動要因の解明に迫る。

研究の性格

  • 主たるもの:基礎科学研究
  • 従たるもの:

全体計画

過去50年にわたるCH4濃度の要因解明に取り組む本研究では、第一に、フィルン空気試料用に最適化した改良型のハロカーボン測定システムを構築し、南極およびグリーンランドで採集されたフィルン空気試料の分析を実施する。第二に、フィルン空気拡散モデルを改良して、得られたハロカーボンデータを導入し、複数のハロカーボン類を用いて拡散係数の深度分布を最適化する。この拡散係数に基づいてCH4同位体比の時間変化を復元する。第三に、異なるCH4放出源の寄与を定量的に評価するため、ボックスモデル計算を行って、過去50年のCH4放出源の時間発展について考察する。

今年度の研究概要

フィルン内での分子拡散によるメタンの炭素同位体への同位体分別効果の大きさは、これまでに最適化した分子拡散係数だけでなく、モデル内での深度別の分子拡散の定式化にも非常に大きく依存することがわかった。このような分子拡散の取り扱い法について検討することで、本研究でのメタン同位体比の時間復元における不確実性を評価する必要がある。また、これまでのモデル評価を通して見つかった過去のメタン濃度変動の不確実性についても、入手可能なデータとの比較などを通して再調査を行う必要がある。 また、フィルンデータに基づくメタン濃度と同位体比の復元結果をメタン放出源の時間変動の観点から解釈するため、過去50年間をカバーするボックスモデルを構築する。この計算結果をもとに、過去50年にわたるメタン放出源の変動について考察する。

外部との連携

宮城教育大学、国立極地研究所、東北大学、海洋研究開発機構

関連する研究課題

課題代表者

梅澤 拓

  • 地球システム領域
    動態化学研究室
  • 主任研究員
  • 博士(理学)
  • 理学 ,地学,物理学
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