Collaborative Divisions（ National Institute for Environmental Studies ）地球環境変動学分野

Global Environment Division

地球大気の変化を捉える

客員教授

客員教授

Invited Professor

Invited Professor

中島 英彰

Hideaki Nakajima

We, in cooperation with National Institute for Environmental Studies, carry out research on global atmosphericenvironment, such as global warming, ozone depletion, and air pollution. For that purpose, we develop measurement
techniques on atmospheric composition changes. We conduct research and education on measurement principles,data processing algorithm, field experiments, and data analysis on the basis of specific cases of remote sensing andin-situ technologies. We also develop their applications for atmospheric compositions/clouds/aerosols, utilizing such
instruments as satellite-borne, air-borne, and ship-borne sensors, and remote sensors such as FTIR (FourierTransform InfraRed spectrometer). We conduct field measurements at the Antarctica, the Arctic, and at Siberia,
and study global atmospheric environment change by analyzing these data.

当講座では地球規模の大気環境変動に関わる大気化学成

世界 32 か国から 312 人の参加者が集結した。シンポジウ分の分布や経時変化を計測する観測技術と、地球温暖化をムでは、オゾン研究に関する最新の情報交換がなされ、我々含めたグローバルな大気環境変動解析に関する研究と教育もこの場で最新の研究成果の発表を行った。また、かつてを行っている。具体的には、人工衛星や航空機、船舶を用日本の人工衛星 ADEOS-II に搭載された ILAS-II というオいた大気成分や雲、エアロゾルの観測技術、地上からの各ゾン層観測センサ―にかかわっていた国際サイエンスチー

種の計測技術の開発、南極や北極、シベリアなど世界各地

ムのメンバーとともに、トロントの日本料理店で「ILAS-IIにおける観測活動ならびに取得したデータの処理アルゴリ

Dinner」と銘打った夕食会を開催した（Fig.1）。

ズム、データ解析を行うことによって地球規模での大気環境変動の原因究明に向けた研究を実施している。

成層圏大気のリモートセンシング
1982 年の日本南極地域観測隊による「オゾンホール」の町田 敏暢

最近では、オゾン破壊にとって重要な働きをする「極成Toshinobu Machida

外の上空の観測値は決定的に不足している。われわれの研2005 年より民間航空機に観測装置を搭載した観測プロ

究室では地上ステーションや船舶を利用した観測に加えて航ジェクト（CONTRAIL プロジェクト）が国立環境研究所や空機を使った温室効果ガスの3 次元観測を推進している。

気象研究所などのグループによって実施されている

ロシア連邦のシベリア地域には広大な森林や湿地帯が広（Fig.3）。民間航空機を使った定常的な CO2 濃度の観測はがっており、地球規模の二酸化炭素（CO2）濃度やメタン世界で初めてである。これらのデータは上空における（CH4）濃度の変動に大きな影響を及ぼしていると考えられCO2 濃度の情報を著しく増やしつつあり、炭素循環の解明ている。シベリア上空において航空機を使った定期サンプばかりでなく、大気輸送モデルの検証、大気輸送メカニズリングによって得られた、1994 年から 2011 年にかけてムの解析、衛生データの検証にも大きく貢献している。の CH4 濃度年平均値の鉛直分布を Fig.2 に示す。観測地点

本年度は世界各地の空港上空で離着陸時に得られたは西シベリア低地の湿原地帯に位置しているため、湿地かCO2 濃度の鉛直分布データを解析して、高度別の季節変動らの大量の CH4 の発生を反映して、いずれの年においてもの違いを明らかにした（Fig.4）。北半球中高緯度では低高

低高度ほど高い濃度を示している。シベリア上空の CH4度ほど CO2 濃度の振幅が大きく、低高度ほど早い位相が観濃度は 1997 年から 1998 年にかけて全ての高度において測されている。赤道域のシンガポール（SIN）では北半球と急激な増加が見られたが、その後の 10 年ほどは経年的な同じ位相の変動が見られ、南半球のシドニーとブリスベン濃度の変動が停滞していた。しかしながら、2007 年以降（SYD+BNE）上空では北半球と逆位相の季節変動が見られは全球の CH4 濃度の増加を反映してシベリアにおいてもる。また、北半球高緯度では成層圏の季節変動も捉えられ増加が認められ、2010 年以降は再び増加が止まっている。ており、夏季に対流圏大気の影響を受けた濃度上昇が観測

上空大気の観測データをさらに高頻度で得るために、（ National Institute for Environmental Studies）
Collaborative Divisions

Observation of Global Atmospheric Change

連携講座（国立環境研究所）

連携講座（ 国立環境研究所 ）されている。

層圏雲」の観測と解析も、現在継続的に行ってきている。
また、南極昭和基地や北海道において得られた、フーリエ変換赤外分光器（FTIR）を用いた微量気体成分の分析をすることを通じて、オゾンホールの詳細なメカニズム解明につながる研究を実施してきている。

発見を端緒とする「地球環境問題」の顕在化は、現在では世界人類にとってさまざまな問題を呈してきている。その中でも、オゾンホール問題は、その発見に引き続く科学者と行政との理想的なタイアップにより、原因解明とその対策としての「モントリオール議定書」の速やかな締結など、「地球環境問題の優等生」として現在では位置づけられている。それでも南極上空のオゾン層がかつてのレベルに回復

Fig.2. Vertical profiles of annual mean CH4 mixing
ratio over Siberia from 1994 to 2011.

するまで、さらに数 10 年～ 50 年の時間がかかるであろうと予測されている。また、2011 年春には、これまで南極のような大規模なオゾン破壊は起こらないだろうと考えられていた北極上空で、史上初めて「北極オゾンホール」が起こった。これは、例年にない強い極渦と低温が長引いた異常気象が原因だと考えられている。
われわれの研究室でも、ロシア・西シベリア・サレハルドにおけるオゾンゾンデ観測を分担することによって、この北極オゾンホールの発見の一翼を担うことが出来た。

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Fig.1 Participants of “ILAS-II dinner” held at a Japanese restaurantin Toronto during the Quadrennial Ozone Symposium 2012.

温室効果ガスの地球規模観測2012 年 8 月末には、4 年に 1 回全世界のオゾン関連の研

大気中の温室効果ガスのグローバルな循環を解明するた究者が集う国際会議「Quadrennial Ozone Symposium（国めにはそれらのガスの空間分布や時間変動を知る必要がある

際オゾンシンポジウム）」がカナダ・トロントで開催され、が、世界の観測データはまだまだ十分ではない。特に地表以Coexistence Activity Report 2012

Fig.3. Boeing 777-200 aircraft and two equipments for atmosphericobservation installed in her cargo room.

Fig.4. Seasonal variations of atmospheric CO2 mixing ratio observed bycommercial airliners.

アクティビティレポート 201261