Verification of the indeces of high CO2 concentration detection in a natural CO2 leakage sea and its implementation in ecosystem model

天然CO2泄漏海高CO2浓度检测指标验证及其在生态系统模型中的实现

基本信息

批准号：
21H01539
负责人：
佐藤徹
金额：
$ 11.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01539/
关键词：
CCS pCO2センサー CO2漏洩溶存CO2濃度 AUV CO2濃度海洋調査溶存酸素

项目摘要

海底下CO2貯留では予期せぬ漏洩に備えて海水中CO2濃度の監視が要求される。しかし、海水のCO2濃度は光合成や呼吸などの生物活動により大きな変動をするため、漏出によるCO2濃度変化を自然変動から識別するための指標が必要となる。研究代表者は、近年、高い相関を有する新たな指標を提案し、CO2濃度の自然変動を漏出とのミスジャッジ（偽陽性）を回避できることを示した。本研究では、CO2漏出を自然変動とミスジャッジする偽陰性を回避できることできるか確認することを目的としている。令和3年度は、CO2自然漏出海域として長崎県橘湾の雲仙岳のふもとの海域を対象として、CO2漏出点を中心とした同心円状に採水し、漏出点の南西方向、距離2mの地点で高濃度を確認した。そこで、令和4年度は、データの信頼性を向上することを目的として、再度長崎県橘湾にて季節を変えて同様の観測を実施し、漏出点近傍及び遠方のデータを得、これを分析した。さらに、漏出を自然変動とミスジャッジする偽陰性を回避するための指標の閾値を決定するため、採水・指標によるCO2漏洩検知能力と、自然漏洩海域では判然としない漏出流量との関係を明らかにするため、館山沖の実海域にてCO2を人為的に一定流量で放出し、正確な同心円状の位置で採水し、その分析結果から漏出を検知できる範囲を確実に把握した。また、漏洩位置が不明の場合に、その漏洩位置を高精度に推測する数値逆計算法を用いて、観測点の最適配置法を新たに開発した。

水下二氧化碳储存需要监测海水中二氧化碳浓度，以准备意外泄漏。然而，由于海水中的二氧化碳浓度因光合作用和呼吸等生物学活性而差异很大，因此需要指数以区分由于自然波动中泄漏导致的二氧化碳浓度的变化。近年来，研究人员提出了具有高相关性的新指标，表明可以避免使用泄漏的错误判断（假阳性）中二氧化碳浓度中的自然波动。这项研究旨在确认是否可以自然地避免使用CO2泄漏以及错误判断CO2泄漏的虚假负面因素。在2021财政年度，在同心圆（主要是在二氧化碳泄漏点）中收集了水，在塔奇巴纳湾（Tachibana Bay）的Unzen Mt. Unzen山脚下，长崎县（Nagasaki Perfoce）作为天然二氧化碳泄漏区域，并在泄漏点的西南方向上确认了高浓度。因此，在2022年，在长崎县的Tachibana湾再次进行了类似的观察结果，季节变化，目的是提高数据可靠性，并获得了距离泄漏点附近和遥远的数据，并分析了这一点。 Furthermore, in order to determine the threshold value for the index to avoid false negatives that cause leakage to change naturally and misjudge the leakage, in order to clarify the relationship between the ability to detect CO2 leakage using the water collection and index and the leakage flow rate that is not clear in natural leakage waters, CO2 was artificially released at a constant flow rate in the real waters off Tateyama, and water was collected at an accurate concentric position, and the分析结果证实了可以检测到泄漏的范围。此外，当泄漏位置未知时，使用数值逆计算方法开发了一种新的优化泄漏位置的方法，该方法以高精度估算泄漏位置。