連携講座（ 国立環境研究所 ）地球環境変動学分野

Collaborative Divisions（ National Institute for Environmental Studies ）Global Environment Division

客員教授

客員教授

Invited Professor

Invited Professor

中島 英彰

Observation of Global Atmospheric Change

Hideaki Nakajima

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、地球温暖化を町田 敏暢

Toshinobu Machida

がっており、地球規模の二酸化炭素（CO2）濃度やメタンかの判断材料を与えることができる。これらのデータを用（CH4）濃度の変動に大きな影響を及ぼしている。シベリア

いて解析した高度別の CO2 濃度の季節変動を示したもの

上空において航空機を使った定期サンプリングによって得が Fig.3 である。CO2 濃度の季節変動は地上の生態系活動られた月別の CO2 濃度の鉛直分布を Fig.2 に示す。1 月かが駆動しているので、低高度ほど季節振幅が大きく、高度ら 4 月にかけてはシベリア地域の陸上生態系の光合成活動1km の振幅は高度 7km の約 2 倍である。高度 1km におけはまだ弱く、生態系のわずかな呼吸や人間活動による CO2る濃度の極小値は 8 月初旬に観測されるが、極小値の出現の放出によって上空より地表近くの方がわずかに高濃度に時期は高度とともに遅くなっており、高度 7km では約半なっている。5 月になると光合成によって CO2 濃度が減少月遅れている。

を始め、6 月には全ての高度において 1 月より低い濃度を上空大気の観測データをさらに高頻度で得るために、示している。特に 2km 以下では地表面に近いほど濃度が2005 年より定期旅客便に観測装置を搭載した観測プロることを通じて、オゾンホールの詳細なメカニズム解明に低くなる勾配があり、地表が CO2 の吸収源になっているとジェクト（CONTRAIL プロジェクト）が国立環境研究所やつながる研究を実施してきている。

考えられる。8 月には高度 7km から 0.5km にかけての全気象研究所などのグループによって実施されている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

2013 年 6 月 10 日～ 14 日に、北海道網走市「ホテル網走ての高度帯で負の濃度勾配が見られ、シベリアの生態系が（Fig.4）。定期旅客便を使った定常的な CO2 濃度の観測はを行っている。具体的には、人工衛星や航空機、船舶を用湖荘」において、FTIR 関係の専門家が毎年一回集まって強く CO2 を吸収していることがわかる。9 月になると呼吸世界で初めてである。これらのデータは上空におけるいた大気成分や雲、エアロゾルの観測技術、地上からの各様々な問題を議論する場である、NDACC/IRWG 国際会活動が光合成活動を上回るので、濃度は上昇を始める。以CO2 濃度の情報を著しく増やしつつあり、炭素循環の解明種の計測技術の開発、南極や北極、シベリアなど世界各地議を開催した。我々は、北海道陸別・母子里・つくば・南極

上のように CO2 濃度の鉛直分布は、その時期その場所の地ばかりでなく、大気輸送モデルの検証、大気輸送メカニズ

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

昭和基地等に FTIR 装置を設置して観測を継続してきてい表面が CO2 の吸収源になっているか放出源になっている

ムの解析、衛星データの検証にも大きく貢献している。

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る。今回は、世界各地の 15 か国・27 の研究・教育機関から、境変動の原因究明に向けた研究を実施している。

計 58 名の参加者が集まった。1992 年から毎年行ってい成層圏大気のリモートセンシング（ National Institute for Environmental Studies）
Collaborative Divisions

We, in cooperation with National Institute for Environmental Studies, carry out research on global atmosphericenvironment, stuch 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（Fourier
Transform InfraRed spectrometer）. We conduct field measurements at the Antarctica, the Arctic, and at Siberia,
and study global atmospheric environment change by analyzing these data.

連携講座（国立環境研究所）

グローバルな大気環境の変化を捉えるる会議は今回 21 回目を数え、日本での開催は 2006 年のつくばに次いで 2 回目となった（Fig.1）。

1982 年の日本南極地域観測隊による「オゾンホール」の発見を端緒とする「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

ロシア・西シベリア・サレハルドにおけるオゾンゾンデ観

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

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るが、世界の観測データはまだまだ十分ではない。特に地の一翼を担うことが出来た。

表以外の上空の観測値は決定的に不足している。われわれ

最近では、オゾン破壊にとって重要な働きをする「極成の研究室では地上ステーションや船舶を利用した観測に加層圏雲」の観測と解析も、現在継続的に行ってきている。

えて航空機を使った温室効果ガスの 3 次元観測を推進してまた、南極昭和基地や北海道において得られた、フーリエいる。

Coexistence Activity Report 2013

Fig.2. Vertical profiles of monthly mean CO2 mixing ratio over Siberia.

Fig.3. Averaged seasonal variations of CO2 over Siberia.

温室効果ガスの地球規模観測

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、変換赤外分光器（FTIR）を用いた微量気体成分の分析をす

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Fig.1. A group photo of the 21 st Network for the Detection of AtmosphericComposition Change（NDACC）/ Infra-Red Working Group（IRWG）international
meeting.

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

アクティビティレポート 201361