【研究領域課題番号】20H04327 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

メタン / 氷床コア / 完新世 / 温室効果ガス / 気候変動 / グリーンランド / 南極

【研究成果の概要】

2020年度はグリーンランドのNEEM氷床コアから、過去1万年間のメタン濃度のほか、合計8成分（CH4濃度, N2O濃度, CO2濃度, δ15N-N2, δ18O-O2, O2/N2, Ar/N2, 空気含有量）の大気組成データの取得を進めた。グリーランドの氷床コアに共通して、完新世の多くの期間に相当する深度帯は、割れやクラックが多く氷の質が悪いという特徴がある（ブリットルゾーンと呼ばれる）。微小なクラックに現在大気が混入したりすることで汚染が発生しやすく、先行研究においてブリットルゾーンではメタン濃度を高精度で分析することが難しいという問題点があった。本研究で用いたNEEM氷床コアも600 -1300m深（約2500-10000万年前）がブリットルゾーンに該当し、氷の質が極めて悪い試料が散見されたが、セラミックナイフを用いて丁寧にクラックを除去したり、真空引き時間を海外の研究機関の6倍の長さにするなどの工夫を凝らすことで、ブリットルゾーンにおいても汚染の影響を低減した質の高いメタン濃度の測定に成功した。ガスクロマトグラフによる分析については、試料容器交換時にわずかに混入する大気を完全に排除するための真空排気装置を新たに設置し、試料導入箇所の真空度を高めた。これらの工夫により、メタン濃度を3ppb（1σ）という高精度で安定して取得することに成功した。また、東北大学において、国立極地研究所で使用しているガスクロマトグラフ用標準ガス（CH4, N2O, CO2）の濃度を東北大学の温室効果ガス測定装置で分析し、標準ガス濃度スケールの相互検定を実施した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】17H01867 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

一酸化二窒素 / 農地施肥 / 生態系モデル / 窒素循環 / 地球温暖化 / 環境汚染 / 安定同位体 / 生物地球化学モデル / 窒素管理 / 気候変動 / 広域スケール / 温室効果ガス / 生物地球化学 / モデル解析 / 窒素動態 / 施肥 / 流域スケール / 反応性窒素 / 陸域生態系 / 物質循環モデル

【研究成果の概要】

様々な環境問題に関与する反応性窒素について、陸域生態系での動態を統合的に扱うモデルを構築した。大気からの沈着、生物的窒素固定、施肥（農地）からガス態での大気への放出と河川への溶脱までを広域スケールでシミュレートすることが可能となった。特に温室効果ガスである一酸化二窒素についてはメタ分析に基づいて推定高度化を図り、東アジア地域での排出量とその時間変化、排出係数を推定した。

【研究の社会的意義】

温室効果ガスである一酸化二窒素の放出量を広域スケールで評価し、その変動原因を推定することが可能になったことは、温暖化対策に寄与する知見である。生態系における反応性窒素動態を統合的に扱うモデルは、河川への窒素流出、農地からの窒素酸化物放出など、様々な環境問題に応用可能である。アジア地域の窒素動態は農地施肥や大気沈着量の増加により強い影響を受けており、今後の対策立案に有用な手法を開発した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)

【研究分野】地域環境工学・計画学

【研究領域課題番号】25252044 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

温室効果ガス / 水田 / 二酸化炭素 / メタン / 亜酸化窒素 / メタン資化性菌 / N2O還元菌 / 土壌 / ガスフラックス / 収量 / 土壌水分量 / 土壌酸化還元電位 / 間断灌漑 / メタンガス / 土壌水分 / 土壌微生物 / 気象条件 / 亜酸化窒素ガス / ライシメーター / 環境調和型農林水産 / 気候変動 / 地球温暖化ガス排出削減 / 土壌圏現象 / 農業工学 / 天然安定同位体比 / メタン生成古細菌 / 熱帯水田 / 温帯水田 / 長期変動 / 安定同位体比 / 水田土壌 / チャンバー法 / イネ / 通気組織 / 緩和渦集積法 / 渦相関法 / 炭素安定同位体比

【研究成果の概要】

水田におけるGHG生成機構と接地気相中への放出機構を解明し発生軽減農法の開発を目的とした。ライシメーターにおいて水管理法を変えて水稲を栽培し、収量と温室効果ガスフラックスを測定した。また、メタン生成菌、メタン資化性菌の分離を試みた。間断灌漑を取り入れた水管理で湛水区と比べてGHGsフラックスが減少した。イネの通気抵抗が高温の熱帯では小さくなることから、熱帯でより大きいCH4放出となった。熱帯水田は正味温室効果ガスの放出源として、温帯水田は吸収源であった。水稲の根が繁茂する土壌から調整したeDNA中には好気性メタン資化性菌由来のpmoA遺伝子が増幅したので、本菌によるメタンの利用が考えられた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-10-21 - 2018-03-31

【配分額】43,680千円 (直接経費: 33,600千円、間接経費: 10,080千円)

【研究分野】環境政策・環境社会システム

【研究領域課題番号】25281072 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

国際交通 / 航空交通システム / 温室効果ガス / 気候変動 / 国際航空

【研究成果の概要】

本研究ではアジア地域を対象に国際航空交通分野におけるGHG排出に関する国際航空政策を評価することを目的に，まず，アジア域内の地理的な特性による地域別の運航効率の差を表現可能なATSシミュレーションモデルの開発を行い，我が国の運航効率上の不利さを燃料消費量から定量的に評価した．また，実際の欠航遅延統計データを活用し，気候変動による気象条件変化がATSに与える影響を評価可能なツールの開発も行った．さらに，アジア‐北米間の航空会社の路線設定と国際旅客の経路（空港）選択行動モデルの開発も行い，ATSシミュレーションと統合評価することで，アジア域内の国際航空政策に関して考察を行った．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)