太平洋全域における海表面二酸化炭素フラックス変動および海洋酸性化の評価 I_1287 図 -3 CO 2 F CO2 CO 2 図 -4 F CO2 24 El Niño La Niña 2006 SST SSS CO 2 SOCAT public domain 表 -1 CO 2 ph CO 2

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しょうことくやす
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1 土木学会論文集 B2( 海岸工学 ) Vol. 70, No. 2, 2014, I_1286-I_1290 太平洋全域における海表面二酸化炭素フラックス変動および海洋酸性化の評価 Analysis of Ocean Acidification in the Pacific Ocean Based on the Data-driven Evaluation of the Air-sea Carbon Dioxide Flux Yusuke UCHIYAMA, Mayuko MATSUYAMA and Yuki KAMIDAIRA The ocean absorbs about 1/3 of the anthropogenic CO 2 released to the atmosphere. As more CO 2 accumulates in the ocean, the oceanic ph decreases, leading to ocean acidification. In order to better understand the carbon cycle in the ocean and associated long-term ph variation, we estimate CO 2 exchange flux at the sea surface in the Pacific Ocean with the empirical method proposed by Sugimoto et al. (2012) exploiting the publically available oceanic dataset. The oceanic CO 2, the air-sea CO 2 flux, and ph are successfully evaluated for the Pacific Ocean from 1985 through The ph and CO 2 absorption relation is then argued along with climatological influences during the ENSO events. 1.. CO 2 CO ph CO 2 IPCC, CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 表 -1 CO 2 pco 2 s xco 2 s SOCAT 1 1 xco 2 a SST MGDSST SSS SODA Chl-a MODIS-Aqua SeaWiFs 4km 9km SLP JRA m wind speed JRA 図 -1 World Ocean Atlas SST,SSS ) 図 -2 pco 2 s pco 2 s ( ) SOCAT

2 太平洋全域における海表面二酸化炭素フラックス変動および海洋酸性化の評価 I_1287 図 -3 CO 2 F CO2 CO 2 図 -4 F CO2 24 El Niño La Niña 2006 SST SSS CO 2 SOCAT public domain 表 -1 CO 2 ph CO CO 2 CO 2 図 -5 ph 24 図 ph ph ph SST SSS Chl.a CO 2 Lee CO 表 CO 2 SOCAT Surface Ocean CO 2 Atlas, version 2 SST SSS CO 2 CO 2 5 World Ocean Atlas 2009 SST SSS 図 CO 2 F CO2 CO 2 pco 2 s CO 2 pco 2 a 10 m k L F CO2 = c k L pco 2 s - pco 2 a c k L JRA-55, JRA-25 ph pco 2 s Lewis Wallace 1998 Lueker 2000

3 I_1288 土木学会論文集B2 海岸工学 Vol. 70 No 図-7 左平年 1985年1月 1997年2月と右エルニーニョ現象発生期間 1997年3月 1998年2月における各物理量の期間平均値の比較上から SST 海面CO2フラックス海洋からの放出が正 ph分布である図中のコンターは全て海面高度 SSH 単位はm を表す用いる pco2sおよびf CO2の推定方法のさらなる詳細に関しては杉本ら 2012 を参照されたい 2 太平洋におけるpCO2s FCO2分布の経年変動をそれぞれ図-4 図-5に示すいずれの海域緯度帯においても 24年間にわたってpHの長期的な減少傾向すなわち海洋酸性化の進行が確認されるま図-2は太平洋亜寒帯域における海表面CO2分圧pCO2s た海域ごとに季節変動パターンに有意な差異があるこの観測値との比較を示しており両者は概ね一致していとが分かる赤道域ではF CO2 phともに明確な季節変動る pco2sは季節変動が大きく年間で matm程が見られず ENSO すなわちエルニーニョ図中のピ度の範囲の変動を24年間にわたって繰り返しながら経ンク帯の期間ラニーニャシアン帯の期間との関年的に徐々に増加していることが分かる図-3は太平洋連性が高い中期変動が確認される例えば赤道域にお全域におけるF CO2推定値の月平均空間分布を季節ごとにけるF CO2は常に正つまり常時CO2放出傾向にあるが示している北太平洋亜寒帯域では一年を通じてF CO2はエルニーニョ時に低下ラニーニャ時に上昇することが負すなわちCO2の吸収域となっているが春夏季に確認されるそこで赤道域の海洋表層pHについて 24 は植物プランクトンの光合成などの生物活動の活発化に年間の長期的減少傾向を線形トレンドとして除去し中よってpCO2sが低下し図-2 CO2吸収量は減少してい期変動シグナルを取り出して調べたところ図-6 エルる図-3 反対に冬季にはpCO2sは増大し CO2吸収ニーニョ時に上昇ラニーニャ時に低下する傾向がより量は最大値を取るまた赤道域や南米ペルー沿岸では明瞭に捉えられた同様の操作を行ったF CO2についても赤道湧昇や沿岸湧昇によって炭素の豊富な深層水が海表 phと同様に中期的な気候変動の影響を受けて中期変動し面に輸送されるためいずれの季節においても正のF CO2 ていることが確認されたすなわち強いCO2放出が確認されるさらに北太平洋 20世紀最大のエルニーニョ現象が生じた1997年3月亜熱帯域と亜寒帯域の境界付近の中緯度帯日本列島の 1998年2月の１年間とそれ以前の1985年 1997年2月の東側海面では冬季 2月に極めて強いCO2吸収が生期間平年と呼称するに対して時間平均された各物理じるなど海域ごとのF CO2の季節変動には明確な差異が量を比較した図-7 平年は赤道域の南米ペルー沖に見られるおいて貿易風による沿岸湧昇によって冷たい深層水が 3. エルニーニョラニーニャの影響経度方向に空間平均したF CO2 phの月平均値の24年間表層へ流れ込み西向きエクマン輸送によって赤道域東部から中部にかけてSSTが低くしたがって海面高度 SSHが低い領域が広がっている本海域では湧昇に伴

4 太平洋全域における海表面二酸化炭素フラックス変動および海洋酸性化の評価 I_1289 図 F CO2 図 SST SST ( o C) pco s ( atm) 2 図 -10 pco 2 s SST CO 2 pco 2 s CO 2 F CO2 CO 2 pco 2 s ph SST SST SSH F CO2 pco 2 s ph fitting F CO2 図 -8 SST 図 -9 pco 2 s SST 図 -10 pco 2 s CO 2 図 Chl.a 図 -12 pco 2 s pco 2 a CO 2 CO 2 CO 2 Chl.a 図 -11 Chl.a CO 2 CO 2 CO 2 Chl.a F CO2

5 I_1290 土木学会論文集 B2( 海岸工学 ),Vol. 70,No. 2,2014 図 -13 ph pco 2 s 24 図 -14 ph SST SSS, a CO 2 CO 2, CO 2 F CO2 24 F CO2 ph ENSO ph F CO2 pco 2 s CO 2 ENSO pco 2 s ph pco 2 s ph CO 2 pco 2 s pco 2 a 図 pco 2 s pco 2 a 1990 pco 2 s > pco 2 a F CO CO 2 ph pco 2 s 24 図 pco 2 s ph pco 2 s ph 図 -14 ph CO 2 参考文献 2010 :? 77 S : IPCC (2007): AR4 SYR Synthesis Report Summary for Policymakers Lee, K., L.T. Tong, F.J. Millero, C.L. Sabine, A.G. Dickson, C. Goyet, G.-H. Park, R. Wanninkhof, R.A. Feely and R.M. Key (2006): Global relationships of total alkalinity with salinity and temperature in surface waters of the world s oceans, Geophys. Res. Lett., Vol. 33, L19605, doi: /2006GL Lewis, E. and D. W. R. Wallace (1998): Program developed for CO2 system calculations. ORNL/CDIAC-105. Carbon Dioxide Information Analysis Center, Oak Ridge National Laboratory, U.S. Department of Energy, Oak Ridge, Tennessee. Lueker, T. J., Dickson, A. G. and Keeling, C. D. (2000): Ocean pco2 calculated from dissolved inorganic carbon, alkalinity, and equations for K1 and K2: validation based on laboratory measurements of CO2 in gas and seawater at equilibrium. Mar. Chem., Vol. 70, pp

2. エルニーニョ / ラニーニャ現象の日本への影響前記 1. で触れたようにエルニーニョ / ラニーニャ現象は周辺の海洋大気場と密接な関わりを持つ大規模な現象ですそのためエルニーニョ / ラニーニャ現象は周辺の海流や大気の流れを通じたテレコネクション ( キーワード ) を経て日本へも影響

2. エルニーニョ / ラニーニャ現象の日本への影響前記 1. で触れたようにエルニーニョ / ラニーニャ現象は周辺の海洋大気場と密接な関わりを持つ大規模な現象ですそのためエルニーニョ / ラニーニャ現象は周辺の海流や大気の流れを通じたテレコネクション ( キーワード ) を経て日本へも影響トピックスエルニーニョ / ラニーニャ現象 2009 年 7 月 10 日に気象庁からエルニーニョ現象が発生しているとの発表がありました本 Express では日本の気候にも大きな影響を与えるエルニーニョ / ラニーニャ現象 ( キーワード ) のメカニズムと日本への影響およびその予測可能性と温暖化について説明します 1. エルニーニョ / ラニーニャ現象とはエルニーニョ現象とは太平洋赤道域の日付変更線付近から南米のペルー沿岸にかけての広い海域で