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1.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 地球生態系における物質循環のモデリング — Modeling the Chemical Substance Circulation in Geophysical and Biological Sphere
植田 洋匡 ; UEDA Hiromasa
研究期間: 1993-1995
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概要: 本研究では、マスターモデルを中心に人為起源物質等の発生源データなどソフトを整備すると共に、これらを組み込んだワークステーションとネットワークシステムなどのハード面を完成させた。 1.データセットの整備:大気、海洋、陸上生態系モデルに必要なデータセット(地理、気象全球解析、海洋大循環データ、植生・土壌分布など)の整備を引き続き行った。 2・要素モデルの検証と地球生態系総合モデルの構築:大気、海洋、陸上生態系それぞれの物質循環モデル(要素モデル)について、以下の数値シミュレーションを実施して妥当性の検証を行い、要素モデルを統合して「地球生態系総合モデル(マスターモデル)」を構築した。 (1)大気中物質循環モデルを用いて、東アジアでの対流圏オゾン、酸性雨の数値シミュレーションを実施した。 (2)海洋中物質循環モデルを用いて、インド洋での拡散場の数値実験を行った。 (3)陸上生態系物質循環モデルについては、土壌中での亜酸化窒素N20、メタンCH4の生成をモデル化し、陸上植生のモデルと組み合わせて、CO2、N20、CH4の排出量の日変化、季節変化をシミュレートしたうえ、これと大気中物質循環モデルとを組み合わせ て、CO2、N20、CH4の全球的な拡散と南・北半球での濃度の季節変化をシミュレートした。 (4)各要素モデルによるシミュレーション結果をもとに、大気、海洋、陸上生態系間の相互作用を考察し、これをモデル化して「地球生態系総合モデル」(マスターモデル)を完成させた。 3.温室効果ガスの排出削減効果のシミュレーション:二酸化炭素、メタンを対象にマスターモデルの感度解析を行い、簡易モデルをえた。最後に、これらの物質の排出量が削減された場合の、大気中濃度の将来予測(年間増加率)を行った。 4.報告書執筆 続きを見る
2.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 気液界面近傍の液側乱流拡散におよぼす密度成層の影響-大気微量気体の海洋へのフラックス- — Density stratification effects on turbulent diffusion on the liquid side near the gas-liquid interface-Ocean flax of greenhouse gases-
植田 洋匡 ; UEDA Hiromasa
研究期間: 1995-1996
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概要: 最近、ガス吸収の問題は地球温暖化問題と関連して注目を集めている。特に、温室効果気体の大気海洋間の交換過程はオーシャンフラックス問題と呼ばれ、海洋への二酸化炭素の吸収量の評価の不確定性はミッシングシンク問題と呼ばれている。本研究ではガス吸収において気液界面近傍の密度成層(安定、不安定成層)が液側乱流拡散および乱流構造におよぼす影響を水槽実験により明らかにし、これに対する乱流輸送モデルを構築することを目的とする。また、これを用いて、二酸化炭素の全球的なオーシャンフラックスを高精度で見積ることを目的とする。 気液界面を通しての移動過程(交換過程)を詳細に調べるために、熱伝達実験を行った。これは、物質移動の場合に比べて温度分布の形成される層(温度境界層)の厚さが大きくなるためであり((Pr/Sc)^<1/2〜1/3>倍)、これが本研究の特色であり、独創的な点もある。実験には、温水回流式の開水路(測定部:0.6mWx0.6mHx10mL、既設)とその上部を覆う風洞とからなる、いわゆる「風洞水槽」を用いた。 本年度は不安定成層実験を行った。一定流量、一定温度の温水をヘッドタンクから開水路に流し、気液界面からの蒸発冷却より大きな上向きの熱流束を得て気液界面直下に熱対流を発達させ、種々の成層状態に対して、乱流構造の変化、自由表面近傍での乱流から波状運動へのエネルギーの授受とそれらに及ぼす密度成層の影響を調べた。密度成層乱流理論については、これまでレ-ノルズ応力、乱流熱流束方程式を基にしたクロージャーモデルを構築してきた。本研究では、このモデルを発展させて、気液界面の効果(界面が存在することによる圧力変動場の変形と乱流から波状運動へのエネルギーの授受)を表現できるモデルを構築した。 また、二酸化炭素の全球的なオーシャンフラックスの見積りにあたって、その算定の基礎になっている大気-海洋間の二酸化炭素濃度の測定にかなりの不確定性のあることが判明した。これは、二酸化炭素の液中濃度が測定方式によって大きな差を生じていることに起因する。そこで、本研究では、液中濃度の測定システム(4槽バブリング方式気-液平衡器)とその校正方法を新たに開発した。これを基準に、他の測定方式のデータのドリフト、測定誤差範囲の推定とこれらによって得られた大気-海洋間の二酸化炭素濃度差の全球分布の見直しに着手した。 続きを見る