【研究領域課題番号】20H00638 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境変動 / 気候変動 / 極地 / 地球変動予測

【研究成果の概要】

北極の５地点で、他グループにより他の手法で測定されてきたBCの値をCOSMOSの値と比較し、COSMOS以外の測定器の値をBCに変換するための係数とその変動を推定した。この結果を論文として国際誌に発表した。
降水中の酸化鉄（FeOx）レーザー誘起白熱法で測定するのであるが、BCとの分離、水からの抽出効率、長期保存した場合の粒径分布の安定性といった点について、実験的・理論的に調べた。この結果を論文としてまとめた。
ニーオルスンにおいける降水の採集を継続した。降水中のBC濃度の測定は、BCを水中から大気中に浮遊させた後にSP2で検出するという独自に開発した方法を用いた。この測定と降水量の気象観測から、沈着フラックスを推定し、BCの降水除去の動態を明らかにした。冬季は人為起源BC、夏季は森林火災起源BCに注目した解析を行った。この結果を論文として国際誌に発表した。
ニーオルスンにおいて採集した降雪・降水試料中の硫酸塩濃度をイオンクロマトグラフィー法により測定した。また気象データを組みあわせてBCと同様に硫酸塩の沈着フラックスを推定した。
これまで開発してきた全球エアロゾルモデルを用いて北極大気中および降水中のBCの観測によってモデルを評価・検証した。また、北極におけるBCの発生源寄与（東アジア・ロシアの人為発生源、シベリアのバイオマス燃焼など）の季節変動を調べた。この結果を論文としてまとめ、国際誌に投稿した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】16H01770 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境変動 / 気候変動 / 極地 / 地球変動予測 / 機構変動

【研究成果の概要】

急速に温暖化が進行しつつある北極域での気候変動には、温室効果に加え、エアロゾルの影響も大きいと考えられているが、その不確定性も大きい。ブラックカーボン（BC）は大気中での加熱作用に加え、雪氷面に沈着し雪・氷の反射率を低下させる効果がある。これらの効果はBCの微物理特性・濃度・沈着量に依存する。またこれらの物理量は、その発生・輸送・沈着過程に大きく支配される。北極域でのこれらの物理量の高精度観測が著しく乏しくこれらの過程の解明が遅れていた。本研究では新たに開発した観測手法を用いて、重要な物理量の観測を北極で行った。また数値モデル計算も行いBCの気候影響に関する過程の定量的な理解を進展させた。

【研究の社会的意義】

ブラックカーボン（BC）エアロゾルによる加熱効果は北極の気候に影響すると考えられている。これまで、この効果の定量的な評価はBCの微物理特性・濃度・沈着量などの高精度の観測が不十分なため大きな不確定性があった。本研究では先端的な観測手法を用いて、これらの物理量の高精度観測を北極で初めて行った。数値モデル計算も行いモデル計算の信頼性の評価も行った。
このような、研究の大きな進展は、今後の北極の気候変動の理解に貢献すると考えられる。BCの気候への影響を正しく理解することは、社会的な対応を考える上で重要である。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】41,600千円 (直接経費: 32,000千円、間接経費: 9,600千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】26241010 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

氷河地震 / 温暖化 / インフラサウンド / 脈動波浪 / 氷震微動 / 多圏融合物理現象 / 微気圧変動 / 地球温暖化 / 雪氷圏変動 / 物理相互作用 / 環境分析 / 環境変動 / 極地 / 地球観測 / 可聴下波動 / 南極域 / 波浪脈動 / 波動伝播モデリング

【研究成果の概要】

南極昭和基地の地震計と微気圧計の周波数解析により、脈動と微気圧擾乱の短時間変動、日周・季節・経年変化を求めた。また同基地の地震検知率を海氷分布と比較・統計解析を行い、気象・気候・温暖化の影響を検討した。さらにリュツォ・ホルム湾域のアレイ観測網を用いて、氷河地震や氷震微動の時空間分布、周波数・波動伝播特性を調べた。
広域データを利用し、内陸部や西南極の氷河地震活動や音源を比較検討した。また砕氷船の走行観測により、南大洋上の大気・海面擾乱による南極表層環境への影響を精査した。波動伝播モデリングにより多圏間の物理相互作用メカニズムを推定し、観測による脈動・微気圧擾乱と比較して温暖化の影響を評価した。

【研究の社会的意義】

南大洋の海面擾乱とそれに伴う気圧変動による、南極域の浅層大気と固体地球表層への応答を明らかにし、またその波動群の振幅強度や周波数特性の経年変化を海氷分布等との相関を調べた結果、温暖化の南半球高緯度帯への数年単位での影響を評価できた。
氷河地震活動の時空間分布の長期間の解析結果は、極域の温暖化モニタリングの新しい指標となり得ることが示され、地球規模環境変動の雪氷圏への影響とその増幅メカニズム解明への貢献が期待される。さらにインフラサウンドのアレイ解析により、海洋波浪、氷床・氷河・海氷起源の振動の時空間分布を検知し、極域表層環境変動に伴う大気-海洋-雪氷-固体地球の相互作用の解明に貢献した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2019-03-31

【配分額】38,350千円 (直接経費: 29,500千円、間接経費: 8,850千円)

【研究分野】生物多様性・分類

【研究領域課題番号】23247012 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

環境変動 / 極限環境 / 生態学 / 生物多様性 / 分類学 / 極地 / 移入種

【研究成果の概要】

南極湖底のコケ坊主については、原核・真核生物を網羅するメタゲノム解析等により多様性解析がほぼ完了した。微生物の多様性とそれらによる物質循環構造が再構築されたことで、モデル生態系としての意義が確立した。コケ植物、珪藻類、菌類に関しては、南極の広範囲に渡る多様性解析が進み、地域間比較や種間関係に関する研究へと発展した。クマムシについては昭和基地周辺の多様性の概要が明らかになったほか、飼育系を確立し繁殖生態に関する研究が進んだ。南極における外来種問題では、外来種子植物の起源が判明すると共に、生物多様性を脅かしうる重要なファクターとしての危険性評価を行うことが出来た。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】52,780千円 (直接経費: 40,600千円、間接経費: 12,180千円)