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南大洋縁辺部における準リアルタイムな人為起源二酸化炭素の動態解明

公募研究

研究領域熱ー水ー物質の巨大リザーバ:全球環境変動を駆動する南大洋・南極氷床
研究課題/領域番号 20H04962
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関北海道大学

研究代表者

渡辺 豊  北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (90333640)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード化学海洋学 / 人為起源CO2 / 南大洋 / 人気起源二酸化炭素 / 人為起源二酸化炭素
研究開始時の研究の概要

南極底層水は熱と物質の巨大貯留槽であり、この形成域である南大洋でのCO2取り込み量は全球の気候や生態系の変動を大きく支配する。しかし、南極底層水に取り込まれる人為起源CO2量は未だ分かっておらず、気候変動予測の大きなボトルネックとなっている。そこで、本申請では、南大洋縁辺部における炭酸系物質のパラメタリゼーションの開発を行い、同海域に展開されている自動海洋観測ロボット群および既存海洋水理データ群に適用することで、準リアルタイムな時空間高解像度な炭酸系物質データの獲得を行い、これを基盤に「南極底層水に人為起源CO2はどのくらい取り込まれているのか」という最大の問いに答えることを目指す。

研究実績の概要

全海水の40%を占める南極底層水は熱と物質の巨大な貯留槽であり、この底層水形成域である南大洋でのCO2の取り込み量は全球の気候や生態系変動を大きく支配する。南大洋縁辺部で、南極底層水に大気から取り込まれる人為起源CO2は海洋吸収量の40%にもなると推定されているが、飽和平衡量に到達する前(非平衡)に海洋内部へと沈み込み、その非平衡量は30%までになるとの予測もある。しかし、観測を基盤としてこの非平衡量を確かめるには至っていない。本申請では「南極底層水に人為起源CO2はどのくらい取り込まれているのか」という最大の問いに答えるために、2021年度は以下の項目を実施した。(1)2020年度に引きつづき、南大洋縁辺部における炭酸系物質のパラメタリゼーション(炭酸系物質の関数化:DIC, Alk, pH = f (T, S, DO, Pr); T・S・DO・Prによる炭酸系物質の関数化)の開発を行い、これを基盤に南大洋における炭酸系物質の大気海洋間の非平衡量のパラメタリゼーション化に成功しその精度評価を行った。(2)同海域の既存海洋水理データ群に適用することで、南大洋縁辺域も含めた南緯30度以南の南大洋における全炭酸物質の時空間高解像度なマッピングに成功した( 現在、国際学術誌へ投稿中)(3)これらを基盤に、南大洋縁辺部に現在展開されている約200個の自動海洋観測ロボットに応用し、南大洋縁辺域の人為起源二酸化炭素濃度の詳細な分布に着手した。また、上記結果を応用し、南大洋の炭素の除去量等の動態を明らかにすることに成功した( 現在、国際学術誌へ投稿中)。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Intense ocean freshening from melting glacier around the Antarctica during early twenty-first century2022

    • 著者名/発表者名
      Pan Xianliang L.、Li Bofeng F.、Watanabe Yutaka W.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-04231-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Long-term ocean acidification trends in coastal waters around Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Ishida H, Isono RS, Kita J, Watanabe YW
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 5052-5052

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84657-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Southern Ocean with the largest uptake of anthropogenic nitrogen into the ocean interior2020

    • 著者名/発表者名
      Pan XL, Li BF, Watanabe YW
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 8838-8838

    • DOI

      10.1038/s41598-020-65661-2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Excess silicate removal over the Southern Ocean2021

    • 著者名/発表者名
      Pan XL, Lai XX, Li BF and Watanabe YW
    • 学会等名
      The 12th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatiotemporal high-resolution mapping of biological production in the Southern Ocean2021

    • 著者名/発表者名
      Lai XX, Pan XL, Li BF, Makabe R, Hirano D and Watanabe YW
    • 学会等名
      The 12th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rapid progress of ocean acidification over the Southern Ocean2020

    • 著者名/発表者名
      Li BF, Pan XL, Watanabe YW
    • 学会等名
      The 11th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-decadal trend of freshening over the Southern Ocean coastal regions based on a progressed parameterization technique2020

    • 著者名/発表者名
      Pan XL, Li BF, Watanabe YW
    • 学会等名
      The 11th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formulation of disequilibrium for estimating the oceanic anthropogenic CO2 over the Southern Ocean2020

    • 著者名/発表者名
      Wang C, Li BF, Pan XL, Watanabe YW
    • 学会等名
      The 11th Symposium on Polar Science
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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