センターでは、1994年から民間定期貨物船を利用した大気・海洋モニタリングを行っており、観測空白域である西太平洋において、温室効果ガス濃度分布を高頻度に観測しています。同センターの寺尾研究員らは、二酸化炭素に次ぐ温室効果ガスであるメタンについて、16年間のデータを用いて、主に1997〜1998年と2007年に観測された急激な大気中メタン濃度の増加について解析を行いました。エルニーニョ現象やラニーニャ現象の発生時にメタン発生量が変動することに加え、この地域では大気循環の変動によってメタン濃度が大きく変動することを世界で初めて発見しました。Research」オンライン版に掲載されました。日本─北米ならびに日本─オーストラリア・ニュージーランド間を航行する民間の定期貨物船を利用して、太平洋上の大気中温室効果ガス濃度を観測しています。当研究所による観測によると、メタン濃度は、1997〜98年に急激に増加した後、1999〜2006年の間ほぼ一定でしたが、2007年に再び増加しました(他機関による観測結果とも一致)。熱帯西太平洋で1997年に観測されたメタン濃度の増加は、同年に起こったインドネシアの森林火災に起因していると考えられます。熱帯西太平洋では、エルニーニョ現象やラニーニャ現象の発生時にメタン発生量が変動するのに加え、この地域では大気循環の変動によってメタン濃度が大きく変動することを世界で初めて明らかにしました。ppbに達した(1)。その後、メタン濃度は2006年までほぼ一定だったが、2007年に再び増加した(1、2)。反応による消失源の変動によって決まる。これらの放出源と消失源の定量的な評価は現在も議論の最中であり、メタン濃度変動の解明とその将来予測のために、正確な観測データとモデル計算が求められている。本研究では、これまで観測空白域であった西太平洋上におけるメタン濃度の分布とその変動を報告する。1997〜1998年と2007年に観測されたメタン濃度の急激な増加について、観測データと大気輸送モデルのシミュレーション結果を元に解析を行った。活性酸素の一種で、強い酸化能力を持ち、対流圏化学において重要な役割を持つ。100点以上の観測局において、大気中メタン濃度の観測が行われている(図1、青丸)。センターでは、民間船舶に洋上の観測局機能を持たせ、同一海域を高頻度に観測できるという特性を活かして、洋上の空白海域での温室効果ガスの観測を行っている。各社の協力を得て、1994年から大きなデータの欠測もなく、定常的に大気と海洋の観測を行ってきた。文末に、協力を得た船舶名と観測期間を示す。(図1、赤線)を航行する貨物船に、大気試料を自動で採取するシステムを設置し、図1赤丸で示した地点で大気試料を採取した。日本—オーストラリア・ニュージーランド航路では、北緯30度から南緯35度の間で緯度1〜3度毎に、年に約10航海分の大気試料を採取しており、世界的に見ても貴重なデータとなっている。採取した大気試料は当研究所に持ち帰り、二酸化炭素、メタン、一酸化二窒素といった温室効果ガス濃度を高精度で測定した。炭素循環の解明に重要なトレーサである、酸素/窒素比や炭素同位体などの分析も行っている。ppbの精度で測定した。観測されたメタン濃度の長期トレンドを議論するために、3年より短い周期の変動(例えば季節変動など)を除去したメタン濃度の時系列を図2(a)に示した。ppb/年の大きな増加を示した。これらのメタン濃度のトレンドと年々変動は、他機関の観測ネットワークによる観測結果(1、2)と一致しており、当研究所による西太平洋の観測は北半球中緯度と南半球の全球的な変動を捉えていると考えられる。ppb/年の大きな増加が観測されたものの、他の多くの緯度では大きなメタン増加は観測されてない。年のメタン放出量の増加が必要であることが示唆された。一方で、メタン放出量が一定であったと仮定して、大気輸送モデルでシミュレーションを行った結果では、観測されたメタン濃度増加を再現するには、全球でOH濃度が4.5〜5.5%/年、減少する必要があることが示された。メタン変動が発見された。ppb/年の大きなメタン増加である。これまで、同時期には大きなメタン増加は観測されていなかった。大気輸送モデルの計算結果(図3a)から、同年に発生した非常に強いエルニーニョ現象に伴う大気の西風偏差により、西太平洋上で東南アジアを起源とする空気塊中のメタン濃度を観測したことがわかった。1997年には、インドネシアで大規模な森林火災が報告されており、これに伴うメタン増加を捉えたものと考えられる。一つは、2007年には全球的にメタン増加が観測されたにもかかわらず、熱帯西太平洋ではメタン濃度が減少したことである。2007年に発生したラニーニャ現象に伴う西太平洋での強い鉛直流によって、地表付近の高メタン濃度空気塊が上空に輸送されたことに起因することが示唆された。これらの結果から、熱帯西太平洋において、エルニーニョ・ラニーニャ現象に伴う大気循環変動に起因するメタン濃度変動が存在することが初めて明らかになった。今回示した観測データを世界中の研究者に公開する予定である。これまで観測空白域であった西太平洋におけるメタン濃度データを用いることで、全球メタン収支の推定の精度向上に役立つことが期待される。Pyxis号、以上赤線)、ならびに大気試料採取地点(赤丸)。青丸は、大気メタン濃度を測定している主な観測点(WMO温室効果ガス世界資料センターに報告されているデータから作製)。(画像をクリックすると拡大表示されます。2007年1月のメタン濃度変化率(ppb/年、カラーの等値線)。緑矢印は、水平風偏差(1995年から2010年の平均値からの差)。1997年にはエルニーニョ現象が、2007年にはラニーニャ現象が発生した。