ISSN 0386-4049 TECHNICAL REPORTS OF THE METEOROLOGICAL RESEARCH INSTITUTE No. 51
Highly developed precise analysis of atmospheric and oceanic sulfur hexafluoride (SF 6 )
and evaluation of SF 6 standard gas stability
BY
Takayuki Tokieda, Masao Ishii, Shu Saito and Takashi Midorikawa Geochemical Research Department
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METEOROLOGICAL RESEARCH INSTITUTE, JAPAN
December 2007
METEOROLOGICAL RESEARCH INSTITUTE Established in 1946
Director-General: Mr. Manabu Komiya
Forecast Research Department Director: Dr. Masato Sugi Climate Research Department Director: Dr. Akio Kitoh Typhoon Research Department Director: Mr. Masaaki Togashi Physical Meteorology Research Department Director: Mr. Tadashi Aso Atmospheric Environment and
Applied Meteorology Research Department Director: Dr. Hiroatsu Maki Meteorological Satellite and
Observation System Research Department Director: Mr. Yozo Takayama Seismology and Volcanology Research Department Director: Mr. Shigeo Mori Oceanographic Research Department Director: Dr. Hiroshi Ishizaki Geochemical Research Department Director: Dr. Katsumi Hirose
1-1 Nagamine, Tsukuba, Ibaraki, 305-0052 Japan
TECHNICAL REPORTS OF THE METEOROLOGICAL RESEARCH INSTITUTE
Editor-in-chief: Yozo Takayama
Editors: Masahiro Hara Yuhji Kuroda Akihiko Murata Shigenori Haginoya Hiroaki Naoe Yuzo Mano Takeyasu Yamamoto Yosuke Fujii Masao Ishii Managing Editors: Takanori Mizuno, Toshiyuki Sakurai
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Highly developed precise analysis of atmospheric and oceanic sulfur hexafluoride (SF
6) and evaluation of SF
6standard gas stability
BY
Takayuki Tokieda, Masao Ishii, Shu Saito and Takashi Midorikawa Geochemical Research Department
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Abstract
Atmospheric concentration of sulfur hexafluoride (SF
6) has been increasing since the 1960s when it began being utilized by industries worldwide. Its contribution to global warming has been a growing concern because of its significant impact as a greenhouse gas and its long lifetime in the atmosphere. In consequence, SF
6was selected as one of the gases for reduced emissions at the Third Session of the Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change in 1997.
SF
6is also expected to be utilized as a chemical tracer for the circulation and the mixing processes in the atmosphere and ocean. It is very difficult to measure SF
6in air and seawater due to its extremely low concentration.
Highly improved analytical systems and sampling techniques have been examined to measure SF
6in air and seawater with high precision. Consequently, the precision of analysis of standard gas having the level of atmospheric SF
6concentration was 0.31%, and that for replicate seawater samples with various SF
6concentrations was usually 0.8%.
In addition, as a result of long-term monitoring for the SF
6standard gas, it became practicable to
supply SF
6standard gas that does not change in concentration for a long period, and the Meteorological
Research Institute SF
6Calibration Scale (MRI SF
6Calibration Scale) was established.
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目 次
は じ め に
1 .六 フ ッ 化 硫 黄
(SF
6)
に つ い て … … … 1
1-1 SF
6と は … … … 1
1-2 温 室 効 果 気 体 と し て の SF
6 … … … 1
1-3 大 気 中 に お け る SF
6 … … … 1
1-4 海 洋 に お け る SF
6 … … … 2
1-5 地 球 化 学 ト レ ー サ ー と し て の SF
6 … … …2
2 . 分 析 方 法 … … …
5
2-1 達 成 目 標 … … … 5
2-2 分 析 シ ス テ ム の 概 要 … … … 5
2-2-1
分 離 濃 縮 装 置 … … … 5
2-2-2
カ ラ ム 類 … … … 7
2-2-3
定 容 管 … … … 8
2-2-4
ガ ス ク ロ マ ト グ ラ フ … … … 9
2-3 試 料 採 取 … … … 9
2-3-1
超 微 量 海 水 溶 存 気 体 分 析 用 試 料 瓶 を 用 い た 海 水 試 料 の 採 取 … … … 9
2-3-2
大 気 試 料 の 採 取 … … …10
2-4 分 析 手 順 … … … … 11
2-4-1
分 析 条 件 の 設 定 … … …11
2-4-2
海 水 試 料 の 分 析 … … …13
2-4-3
大 気 お よ び 標 準 ガ ス 試 料 の 分 析 … … …13
2-4-4
大 気 お よ び 海 水 中 のSF
6濃 度 の 算 出 … … …14
2-5 分 析 条 件 の 決 定 … … … … 15
2-5-1
ト ラ ッ プ 保 持 最 大 時 間 の 確 認 … … …15
2-5-2
脱 気 時 間 ( ト ラ ッ プ 時 間 ) の 決 定 … … …15
2-5-3
バ ッ ク フ ラ ッ シ ュ 時 間 の 決 定 … … …16
2-6 分 析 シ ス テ ム の 保 守 ・ 管 理 … … … … 17
3 . 標 準 ガ ス と 標 準 化 … … …
18
3-1MRI SF6
Calibration scale
… … …18
3-2 ワ ー キ ン グ ス タ ン ダ ー ド ガ ス の 検 定 ・ 管 理 … … …
19
3-2-11 次 標 準 ガ ス に よ る ワ ー キ ン グ ス タ ン ダ ー ド ガ ス の 検 定 … … …
19
3-2-2ワ ー キ ン グ ス タ ン ダ ー ド ガ ス 検 定 値 の モ ニ タ ー … … …
20
3-2-3ワ ー キ ン グ ス タ ン ダ ー ド ガ ス の 現 場 で の 使 用 … … …
21
3-2-4ワ ー キ ン グ ス タ ン ダ ー ド ガ ス の 最 終 検 定 … … …
21
3-2-5現 場 デ ー タ の 標 準 化 … … …
21
3-3 検 量 線 … … …
21
4 . 分 析 シ ス テ ム の 性 能 と 観 測 例 … … …
23
4-1 分 析 シ ス テ ム の 性 能 … … …
23
4-1-1繰 り 返 し 分 析 精 度 … … …
23
4-1-2検 出 限 界 … … …
24
4-2 観 測 例 … … …
24
4-2-1大 気 試 料 分 析 … … …
24
4-2-2海 水 試 料 分 析 … … …
24
4-3 最 後 に … … …
26
参 考 文 献 … … …
27
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