大気ハロカーボン類の観測
ハロカーボン類とは、ハロゲン原子であるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素を含んだ炭素化合物の総称であり、その多くは本来自然界には存在せず、工業的に生産されたものです。これらは直接、温室効果ガスとして働くほか、一部のハロカーボン類は成層圏オゾンを破壊する働きもあります。
ハロカーボン類のうち、クロロフルオロカーボン類（chlorofluorocarbon: CFC、特定フロン）は、炭素、フッ素、塩素から成る化合物です。また、ハイドロフルオロカーボン類（hydrofluorocarbon: HFC、代替フロン）は、炭素、フッ素、水素から成る化合物です。
気象庁では、地上観測地点として南鳥島で観測を実施しています。
CFC-11（CCl3F）、CFC-12（CCl2F2）、CFC-113（CCl2FCClF2）を観測しているほか、四塩化炭素（CCl4）や1,1,1-トリクロロエタン（CH3CCl3）も観測しています。
また、以下の8種類のハイドロフルオロカーボン類も観測しています。
HFC-23 (CHF3) 、HFC-32 (CH2F2) 、HFC-125 (CHF2CF3) 、HFC-143a (CH3CF3) 、HFC-134a (CF3CH2F) 、HFC-152a (CH3CHF2) 、HFC-227ea (CF3CHFCF3) 、HFC-245fa (CHF2CH2CF3)
分析計
大気ハロカーボン類の観測には、四重極型質量分析計を搭載したガスクロマトグラフ質量分析計(GC-MS)を用いています。
図（上）大気ハロカーボン類観測装置（下）観測装置の分析計部
大気試料の採取及び分析
南鳥島では、地上高約20mに取り付けた取入口から一定の流量になるように、大気試料を室内に常時導入しています。大気中のハロカーボン類は非常に低濃度であることから、一旦低温のトラップ（吸着剤を充填した捕集管）に吸着させ濃縮し、これを急速加熱してトラップ中の試料をGC-MSに導入します。1時間ごとに分析を行い、その波形を解析し、各要素に対応する出力値を求めています。また、大気試料を測定する合間に、定期的に観測用標準ガスの濃度を測定しています。
濃度の決定方法
大気を観測する時刻前後の観測用標準ガスの出力値を時間内挿し、大気試料の出力値と比較することによって大気の濃度を求めています。
バックグランドデータの選別及び統計値の算出
大気ハロカーボン類において、他の観測要素と同様にバックグランドデータの選別を実施して統計値を算出しています。手順は以下のとおりです。
- 測器の点検、故障時などを除いた、全ての1時間ごとの観測値から日別値を求める。
- 日別値について、算出に用いる時別観測値が3個未満の場合は棄却する。
- 日別値について、算出時の標準偏差がしきい値（Aとする）を超えた場合は棄却する。
- 上記の手順により残った日別値を、バックグランドデータとする。
- 月別値は、バックグランドデータとして選別された日別値の平均値である。
- 年平均濃度は月別値の年平均値である。
しきい値Aは要素ごとに以下の通りとしています。
CFC-11：10ppt CFC-12：20ppt CFC-113：7ppt
1,1,1-トリクロロエタン：10ppt 四塩化炭素：10ppt
HFC-23：1.2ppt HFC-32：1.8ppt HFC-125：1.1ppt HFC-143a：0.7ppt HFC-134a：3.0ppt HFC-152a：0.7ppt HFC-227ea：0.1ppt HFC-245fa：0.1ppt
なお、このしきい値は暫定値であり、観測データを蓄積後再度検証します。
関連情報
- ハロカーボン類の診断情報とデータ集
- 他の温室効果ガス等の観測（二酸化炭素・メタン 一酸化炭素・一酸化二窒素 地上オゾン）