大気海洋界面における温室効果気体の挙動

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08404035
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 角皆 静男 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 教授 (00001587)
• 研究分担者: 渡邉 修一 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (00167131)
• キーワード: 二酸化炭素 / 地球温暖化 / 海洋環境 / 北太平洋中層水 / 大陸棚ポンプ / 生物ポンプ / 全炭酸 / 海面気体交換

研究概要

大気中のCO_2などの温室効果気体の消長に果たす海面の役割の大きさを決める手法として、1.地球化学的収支、2.大気中濃度の解析、3.大気海洋界面における濃度差の解析、4.海水中濃度の時間的変動、経年変化の解析、5.海底堆積物に残された記録の解析による方法がある。
そこで、1については、これまでのデータを再吟味し、主に1960年代に加えられたC-14の推移に注目して解析した。2については、海洋上をわたる大気に注目し、札幌近くの日本海沿岸に観測所を設け、日本海からの空気中のCO_2、O_2H_2O、のOとHの同位体比の微細変動を解析した。3については、海水中のCO_2の逃散度を他の海洋炭素系に関わる成分と同時に観測し、海洋表面水の平衡からのずれとそれの解消を支配している因子を明らかにした。また、CO_2そのものの交換速度定数を求め、交換量を求めた。泡の効果により、CO_2の交換速度はO_2の交換速度よりかなり大きかった。また、海水中のCH_4、N_2O、DMSも測定し、これらの逃散量を見積もった。4については、西部北太平洋ばかりでなく、東シナ海、噴火湾などの縁辺海や大陸棚域の炭酸系と時間変化の詳密な観測を行い、その構造を明らかにした。これには、水温、塩分、溶存酸素、栄養塩、全炭酸、pH、アルカリ度ばかりでなく、トレーサーのCFC_S、トリチウム、C-14なども含まれる。その結果、太平用水はもともとCO_2を吸収しやすい海であるが、沿岸域(大陸棚ポンプを提唱)や高緯度域から海洋に大量に送り込まれ、またSiが主導する生態系と太平洋中層水が働いて、大きな吸収量になることが明らかとなった。5については、炭酸塩をあまり含まない西部北太平洋の堆積物について、オパールなどを用いて氷期と間氷期間の差異を明らかにし、海水循環の違いから、炭素循環の違いを考察した。また、CO_2の吸収量に影響する生物ポンプの働きを海底での化学成分の挙動から明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] S. Tsunogai: "Carbonate system of the East China Sea : A continental shelf pump for the absorption of atmospheric CO_2"Proc. of an International Workshop on Sediment Transport and Storage in Coastal Sea-Ocean System (Geol. Survey of Japan). 18-23 (1999)
• [文献書誌] N. Nakayama, S. Watanabe and S. Tsunogai: "Difference in gas transfer velocities between O_2 and CO_2 in Funka Bay"Proc. 2nd International symposium on CO_2 in the oceans, Center for Global Env. Res., Natl. Inst. Env. Studies, Tsukuba, Japan. 131-134 (1999)
• [文献書誌] S. Watanabe, et al.: "Carbonate system of the western North Pacific"Proc. 2nd International symposium on CO_2 in the oceans, Center for Global Env. Res., Natl. Inst. Env. Studies, Tsukuba, Japan. 207-211 (1999)
• [文献書誌] S. Tsunogai and S. Watanabe: "Role of the continental margins in the absorption of atmospheric CO_2 Continental shelf pump"Proc. 2nd International symposium on CO_2 in the oceans, Center for Global Env. Res., Natl. Inst. Env. Studies, Tsukuba, Japan. 299-308 (1999)
• [文献書誌] C. Goyat, et al. (S. Tsunogai): "Determination of anthropogenic CO_2 in seawater based on mixing of water masses"Proc. 2nd International symposium on CO_2 in the oceans, Center for Global Env. Res., Natl. Inst. Env. Studies, Tsukuba, Japan. 309-313 (1999)
• [文献書誌] S. Noriki, S. Otosaka and S. Tsunogai: "Particulate fluxes at Stn. KNOT in the western North Pacific during 1988-1991"Proc. 2nd International symposium on CO_2 in the oceans, Center for Global Env. Res., Natl. Inst. Env. Studies, Tsukuba, Japan. 331-337 (1999)
• [文献書誌] K.-H. Shin, S. Noriki, S. Tsunogai and T. Hama: "Biogeochemistry of organic carbon in the subarctic ocean with special reference to fatty acid biomarker"Proc. 2nd International symposium on CO_2 in the oceans, Center for Global Env. Res., Natl. Inst. Env. Studies, Tsukuba,Japan. 351-354 (1999)
• [文献書誌] 角皆静男:: "炭素の生物地球化学的循環と気候変化"金属. 69. 540-546 (1999)
• [文献書誌] N. Nakayama, S. Watanabe and S. Tsunogai: "Difference in O_2 and CO_2 gas transfer velocities in Funka Bay"Mar. Chem.. In press. (2000)