海洋による二酸化炭素吸収について地域分布および季節変化の再現と解明

• Project/Area Number: 12018201
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山中 康裕 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (40242177)
• Project Period (FY): 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2000: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 地球温暖化 / 二酸化炭素 / 海洋生態系 / モデリング / IPCC / 物質循環

Research Abstract

現在の3次元の海洋物質循環モデルは、海洋による人為起源二酸化炭素の吸収の見積もりをIPCCレポートに提供しているように、広く用いられている。しかし、このモデルで季節変動を再現を試みようとすると、春季ブルームなどが再現できないといった亜寒帯域において問題を生じる。従って、海洋生態系を陽に表現したモデルの開発が不可欠であり、本研究では3次元の海洋物質循環モデルに組み込むための生態系モデルを開発した。本研究以前の生態系モデルは、海洋有光層中の硝酸塩やアンモニア濃度が生物生産を決めているため窒素循環のみを扱ってきたが、本研究では、炭素循環を表現するために、炭素循環とともに炭酸カルシウムの殻なども扱うようにした。すなわち、15コンパートメント、栄養塩として、アンモニアや硝酸塩、珪酸塩、プランクトンとして、大型や小型植物プランクトン、大型や小型、高次補食動物プランクトン、溶存有機物、沈降粒子として、粒子状有機物や炭酸カルシウム、オパール、さらに全炭酸や全アルカリを表現し二酸化炭素分圧を計算できるようにした。
このモデルを1987年から現在まで北海道地区水産研究所が年5,6回航海を行っているA-Line上のA-7(41.5N,45.5E)に適用した。二酸化炭素分圧は、冬季混合に伴って最高となり、春季ブルームの期間急速に減少し、夏から秋にかけて、水温上昇による分圧上昇と生物生産による分圧減少が相殺して、ほぼ一定となる。このように、ほぼ現実的な二酸化炭素分圧の季節変動を再現することができた。これらの結果を3編の論文として現在投稿中である。