太平洋赤道域における海洋CO2の長期変動メカニズムに関する研究

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22310017
• Research Institution: Japan, Meteorological Research Institute
• Principal Investigator: 石井 雅男 気象庁気象研究所, 地球化学研究部, 室長 (70354553)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笹野 大輔 気象庁気象研究所, 地球化学研究部, 研究官 (10462524) ; 小杉 如央 気象庁気象研究所, 地球化学研究部, 研究官 (20553168) ; 鈴木 亨 (財)日本水路協会・海洋情報研究センター, 研究開発部, 部長 (10360736)
• Keywords: 海洋科学 / 環境変動 / 気候変動 / 地球化学 / 海洋物理・陸水学 / 全アルカリ度 / 太平洋赤道域 / 海洋酸性化

Research Abstract

・塩酸電量滴定装置の性能試験を進めた。分析精度をさらに高めるためには,滴定終点付近のパルス電流制御をさらに高精度化する必要のあることが分かった。
・海洋CO_2分圧の観測データに基づく診断モデル,海洋大循環・物質循環モデルによる数値シミュレーション,大気CO_2濃度変動のインバージョン法,海洋内炭酸系データのインバージョン法など,多様な手法で評価されてきた太平洋全域の大気・海洋間CO_2フラックスの評価結果を収集・解析・比較し,赤道域の評価結果の特徴や問題点を考察した。こうした総合的な比較は過去に例がなく,個々の手法を改善し,より確からしい評価値を得る上で,有意義な情報を発信できた。
・太平洋内部の炭酸系データセットおよそ200航海分を収集し,クロスオーハー解析に基づく系統誤差評価・補正を行い,データベースPACIFICAを完成させた。系統誤差補正前のデータセットと補正係数表は,海洋情報研究センターと米国の二酸化炭素情報解析センターから公開した。また,2011年12月～2012年2月の白鳳丸KH11-10次航海にて,赤道域のCO_2分圧観測と炭酸系データ分析のための約700試料の海水試料の採取に成功し,赤道域表層から中層における海洋CO_2長期変化の解析に目途が立った。
・米国プリンストン大学のKeith Rodgers博士と,太平洋赤道域における海洋CO_2増加過程について議論を深めた。すべての地球システムモデルの予測結果に見られる海洋CO_2分圧の季節変化幅の増加は,CO_2増加に伴う海水のCO_2緩衝能の低下に起因し.生物活動の変化や鉛直混合の変化の寄与は小さいことが分かった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成23年度に計画した赤道域の海洋表面水と海洋各層における海洋CO_2観測と海水試料の採取を順調に実施できた。また,過去の海洋観測で取得した海洋表面と内部のCO_2データもデータベース化し,赤道域の表面水と亜表層のCO_2トレンド評価の準備が整いつつある。海洋循環・物質循環モデルによる数値シミュレーションとの連携も着実に進んでいる。塩酸電量滴定装置の開発は,試行錯誤の最中でまだ完成は見えないが,性能試験と,それに基づく改良作業は着実に進捗している。

Strategy for Future Research Activity

平成22年12月～平成23年2月の観測航海において太平洋赤道域などで採取したおよそ800検体の海水試料のCO_2分析を,派遣研究支援員の支援によって促進し,その最新の観測データと,平成23年度までに作成したデータベースによって,太平洋赤道域におけるCO_2の長期トレンドの評価を推進する。プリンストン大のロジャース博士らの協力を引き続き得ながら,海洋物質循環モデルとの連携やCO_2トレンド解析の高度化,そして赤道域周辺のCO_2循環過程の解明を促進する。塩酸電量滴定装置については,早期に滴定電流電源の改良作業を終え,性能評価と改善作業を着実に進めてゆく。

Research Products

• [Journal Article] Testing a new quick response oxygen sensor RINKO (2011)
  • Author(s): Sasano, D., M. Ishii, T. 他3名
  • Journal Title: Pap. Meteor. Geophys Volume: 62 Pages: 47-56
  • DOI: doi:10.2467/mripapers.62.63
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ocean acidification in the subtropical North Pacific estimated from accumulated carbonate data (2011)
  • Author(s): Midorikawa, T., M.Ishii, D.Sasano, N.Kosugi, H.Sugimoto, N.Hiraishi, S.Masuda, T.Suzuki, T.R.Takamura, H.Y.Inoue
  • Journal Title: Papers in Meteorology and Geophysics Volume: 62 Pages: 47-56
  • DOI: 10.2467/mripapers.62.47
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ocean acidification off the south coast of Japan :A result from time series observations of CO_2 parameters from 1994 to 2008 (2011)
  • Author(s): Ishii, M., N.Kosugi, D.Sasano, S.Saito, T.Midorikawa, H.Y.Inoue
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research Volume: 116 Pages: C06022
  • DOI: 10.1029/2010JC006831
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Uptake mechanism of anthropogenic CO_2 in the Kuroshio Extension region in an ocean general circulation model (2011)
  • Author(s): Nakano, H., H.Tsujino, M.Hirabara, T.Yasuda, T.Motoi, M.Ishii, G.Yamanaka
  • Journal Title: Journal of Oceanography Volume: 65 Pages: 765-783
  • DOI: 10.1007/s10872-011-0075-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mode waters : uptake windows of atmospheric CO_2 into the ocean interior (2011)
  • Author(s): Ishii, M.
  • Journal Title: SOLAS Newsletter Volume: 12 Pages: 14-15
• [Journal Article] Expanding carbon data collection from the Ocean's Interior (2011)
  • Author(s): Tanhua, T., R.M.Key, M.Hoppema, A.Olsen, M.Ishii, C.L.Sabine
  • Journal Title: EOS Volume: 91,48 Pages: 457-458
• [Journal Article] Pacific Ocean Interior Carbon Data Synthesis, PACIFICA, in progress (2011)
  • Author(s): Ishii, M., T.Suzuki, R.M.Key
  • Journal Title: PICES Press Volume: 19 Pages: 20-23
• [Presentation] pH直接測定の時系列データが捉えた東経137度線における海洋酸性化 (2012)
  • Author(s): 小杉如央, 笹野大輔, 石井雅男, 延与和敬, 増田信次, 緑川貴
  • Organizer: 2011年度日本海洋学会秋季大会
  • Place of Presentation: 九州大学筑紫キャンパス(福岡県)
  • Year and Date: 2012-09-24
• [Presentation] Mode waters : the uptake window of natural and anthropogenic CO_2 into the ocean interior (2012)
  • Author(s): Ishii, M., D.Sasano, N.Kosugi, T.Midorikawa, K.B.Rodgers
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting 2012
  • Place of Presentation: ソルトレイクコンベンションセンクー(米国ユタ州・ソルトレイクシティー)
  • Year and Date: 2012-02-24
• [Presentation] PACIFICA : Pacific Ocean Interior Carbon Data Synthesis (2012)
  • Author(s): Suzuki, T., M.Ishii, T.Ono, T.Kawano, M.Wakita, L.A.Miller, A.Murata, K.Sasaki, J.R.Christian, R.M.Key
  • Organizer: Ocean Sciences Meeting 2012
  • Place of Presentation: ソルトレイクコンベンションセンター(米国ユタ州・ソルトレイクシティー)
  • Year and Date: 2012-02-24
• [Presentation] Decadal ocean acidification detected in western North Pacific (2011)
  • Author(s): Kosugi, N., D.Sasano, M.Ishii, S.Saito, S.Masuda, K.Enyo, T.Midorikawa
  • Organizer: Joint SOLAS/IMBER/IOCCP Carbon Synthesis Meeting, The Ocean Carbon Cycle at a time of change : Synthesis and vulnerabilities
  • Place of Presentation: ユネスコ本部(フランス・パリ)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-15
• [Presentation] Significant decrease of dissolved oxygen in the western Pacific along 165°E (2011)
  • Author(s): Sasano, D., M.Ishii, N.Kosugi, T.Midorikawa, Y.Takatani, T.Nakano, T.Tokieda, H.Kamiya
  • Organizer: Joint SOLAS/IMBER/IOCCP Carbon Synthesis Meeting, The Ocean Carbon Cycle at a time of change : Synthesis and vulnerabilities
  • Place of Presentation: ユネスコ本部(フランス・パリ)
  • Year and Date: 2011-09-15
• [Presentation] Interior carbon changes in the Pacific (2011)
  • Author(s): Ishii, M.
  • Organizer: Joint SOLAS/IMBER/IOCCP Carbon Synthesis Meeting, The Ocean Carbon Cycle at a time of change : Synthesis and vulnerabilities
  • Place of Presentation: ユネスコ本部(フランス・パリ)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-14
• [Presentation] RECCAP regional synthesis for Pacific Ocean (2011)
  • Author(s): Ishii, M., R.A.Feely
  • Organizer: Regional Carbon Cycle and Processes Final Workshop
  • Place of Presentation: アメリカ国立保護トレーニングセンター(シェファーズタウン,ウェストバージニア)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-05-23