地上観測・航空機による大気中のGHG動態の把握（令和 5年度）
Observation of the atmospheric GHGs by using ground sites and aircraft

研究概要

令和3年度戦略的研究開発課題（推進費SII-8課題）のテーマ1では、都市から全球に及ぶ様々な空間スケールの温室効果ガス収支を定量的に評価するために最適な大気観測ネットワークの構築および大気モデル・逆解析システムの開発が目指されている。同様のプログラムは欧米では既に進行中であるが、アジアではそうしたプログラムの確立が急務となっている。本研究課題では、上記テーマ１のサブテーマ（2）として、マルチスケール温室効果ガス収支の迅速かつ継続的な定量化を実現するために、アジア・太平洋地域での大気観測データの継続的な取得体制および速報性のある整備体制の構築を目的とする。推進費SII-8課題全体では2022年12月末までに2021年度中の温室効果ガス収支評価の速報値を出し、それ以降も継続して収支評価を続けることを目標にしており、本研究ではその目標に合わせてデータ取得・整備体制を構築する。

研究の性格

• 主たるもの：行政支援調査・研究
• 従たるもの：基礎科学研究

全体計画

・都市域からのGHG排出の把握のための大気観測システムの開発
推進費SII-8課題のテーマ1のサブ1で計算される濃度変動を観測結果と比較し、観測がどの程度東京都市圏の排出シグナルを捉えているかを調べる。その上で、さらに有効な観測について検討する（1年目）。また、簡易設置型高精度大気中GHG観測システムを開発し（2年目）、上述の都市排出把握に有効と推定された地点（1地点）において追加観測を実施することを目指す（3年目）。都市域からのGHG排出量を効率的にとらえるための移動体を用いた観測として、日本沿岸域を定期的に運航する貨物船での大気観測を開始する（1年目）。最初に船舶の排気ガスの影響を取り除き、都市域からの排出シグナルを分離する手法の開発を目指す（2年目）。また、貨物船観測が捕捉できる範囲をモデル計算結果との比較から明らかにする（3年目）。
・同位体・多成分観測に基づく起源分離・放出量変動推定
波照間やアジア域で採取される大気試料の13CH4測定から、CH4変動に対する発生源毎の寄与率を推定する（1年目）。さらに、13CH4観測をより高時間分解能で実施するために、レーザー分光装置を用いた半連続的測定システムの開発を目指す（2年目）。最初に高精度化のためのCH4の分離・濃縮システムの開発に着手し、これをレーザー分光装置と組み合わせることで実際の大気観測への応用を目指す（3年目）。また、GHGと同時に各種関連成分の観測(CO、O2、14CO2等)を実施し、GHGとの相関関係から放出量の時間変動や空間分布についての制約条件を課すことができるかどうか検討する（1〜3年目）。
・マルチスケール大気観測データの迅速な整備体制の構築
これまで国環研が構築してきたアジア太平洋域における大気中GHGの観測網を活用し、取得されたデータ精度の検証を進めながら、定常的に大気中GHGの時空間変動を把握することで、テーマ3で取りまとめる速報的な評価報告書作成に貢献する（1〜3年目）。また、観測結果を精査しできるだけ速やかにサブ1に提供できるよう、データ処理システムを構築する（2年目）。さらに、一般のデータ利用促進のため、データ公開の手続きを確定し、国環研が運営する地球環境データベースでの公開を目指す（1〜3年目）。

今年度の研究概要

東京スカイツリーにおける観測結果について、モデル計算結果との比較等によって解析を進める。また、観測結果を逆解析システムによる解析に提供し、都市域からのGHG排出量を推定する。観測システム模擬実験（OSSE）によって検討された新たな観測地点に、簡易設置型高精度大気中GHG観測システムを設置し、観測開始を目指す。さらに、日本沿岸を航行する貨物船による大気観測結果の解析を進め、東海地方・西日本における都市大気からの排出量を推定する。波照間およびアジア域でボトルサンプリングと13CH4測定を継続し、CH4発生源の寄与率推定精度を高める。また、レーザー分光装置による13CH4連続測定システムを用いて実際の大気観測を実施する。GHGと各種関連成分との相関関係から、発生源強度や分布の変化を推定する。地上ステーションや貨物船、航空機を用いた大気中GHGの観測を継続し、サブ1やテーマ2および3へのデータ提供や一般へのデータ公開を進める。