テーマ3
北極気候に関わる大気物質
月夜のニーオルスン基地 提供：松下 隼士
北極の温暖化に重要な役割を果たす大気物質、特に温室効果気体であるCH4や、太陽放射収支に影響するBCなどの短寿命気候影響物質（SLCF）に着目した研究を実施しました。SLCFの放射影響や削減効果に残る不確定性を低減するため、正確な動態把握、モデルの高度化、信頼性の高い収支推定を目指しました。温室効果気体については、大気中濃度観測にもとづくトップダウン解析と、発生源観測にもとづくボトムアップ解析の両方を実施しました。さらに、雲微物理とエアロゾルについても研究を実施しました。具体的な成果として以下があげられます。
北極BC研究
大気中BCの質量濃度測定器COSMOSを用いた継続観測体制を立ち上げ、「みらい」北極航海、ニーオルスンなどでの積雪中および降雪中のBC観測ともあわせ、北極の広域でBC濃度測定を実施しました。その結果、先行研究の積雪中BC濃度が大きく過大評価されていたことを明らかにしました。また、BCの数値モデル計算についても改良を実施し、各種観測をよりよく再現することに成功しました。
積雪中BC濃度の測定値（丸印）とMRI-ESM2数値モデル計算値との比較（単位はng g-1）
北極雲・氷晶核研究
夏季の氷晶核濃度の増加が北極域のアウトウォッシュ・プレーン等で発生したダストによって生じており、しかもその主成分である鉱物ではなく、微量に含まれる有機物の存在によって高められていたことを明らかにしました。また雲微物理量の連続観測により、その季節変化などを明らかにしました。
a）夏季の北極圏で発生するダストが氷晶形成に及ぼす影響の概念図。b）夏季と冬季における北極圏のスバールバル諸島のブレッガー氷河とその周辺の様子。（国立極地研究所プレスリリース「北極陸域から発生するダストが雲での氷晶形成を誘発する」より転載）。
温室効果気体：トップダウン研究
地上基地・航空機・船舶による大気観測から、温室効果気体の変動と、陸上生物圏と海洋それぞれのCO2吸収量、CH4濃度変動における微生物起源CH4の重要性を明らかにしました。
温室効果気体：ボトムアップ研究
東シベリアのカラマツ林、および内陸アラスカのクロトウヒ林におけるCH4収支を長期観測し、環境変動に対する生態系CH4収支の応答を明らかにしました。これらの観測データを用いて陸域生態系モデルのパラメーターを調整し、高緯度陸域生態系のCH4収支の広域推計を行いました。その結果、高緯度陸域生態系のCH4放出量には、水循環変動に起因した土壌水分量の変動や水位の変動が大きく関わっていることが明らかになりました。また、アラスカとスバールバル諸島の地下氷に含まれる有機炭素量を調べ、地下氷の気泡中に含まれるCH4濃度やCO2濃度に、サイト間で大きな違いがあることを明らかにしました。
右）提供：Trofim Maximov (The Institute for Biological Problems of Cryolithozone, from the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences)
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研究業績
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