CO2交換モデルによる大気―海洋のCO2収支の定量化と全地球の炭素循環の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15540423
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 秋山 正寿 東海大学, 海洋学部, 助教授 (50246146)
• Keywords: 二酸化炭素 / フラックス / 大気-海洋 / フィードバックモデル / 全炭素 / 時系列 / フィードバック過程 / リモートセンシングデータ

Research Abstract

大気-海洋間の二酸化炭素交換過程の解明と時系列交換量の算出
大気-海洋間の二酸化炭素交換過程の解析は現状ではフラックスによる議論が主流である。しかしながら取り込まれた二酸化炭素フラックスは直接海洋中の全炭酸に反映し、さらに二酸化炭素分圧に影響を与え、結果としてフラックスに反映する。このように大気-海洋間の二酸化炭素交換はフィードバック過程を形成していると考えられる。このような理由から、大気-海洋間の二酸化炭素の交換を解析するには大気海洋を一つのシステム系として扱わなければならないと考えられる。そこで本研究はこのような考え方を取り込んだ「大気-海洋間二酸化炭素交換モデル」によるフラックスと二酸化炭素交換係数の評価および「全炭酸変動モデル」による海水中の全炭酸の変動を大気-海洋間の交換、海水交換等(流れ、湧昇流、生物活動)の両者に分け解析するフィードバックモデルを考案、開発し、大気-海洋間の交換過程について解析を行った。この両モデルを用いた冬季東部北太平洋(Station Papa)をとおける全炭酸の時系列変動特性の解析によると,この地点における全炭酸の変動要因は主として大気からのフラックスが寄与しており,その値はおよそ0.012μmol/kg/hであった。このように本モデルを使用することで全炭酸の変動要因を定量的に明らかにする事が可能なことがわかった。
さらに、このモデルを3次元に拡張し地球全体における解析を行うために必要なデータの収集をおこなった。データは船舶観測データ(大気、海洋のCO2分圧、海表面温度、塩分、全炭酸、海上風速等)、衛星によるリモートセンシングデータ(海面水温、海上風速、クロロフィル濃度)を主に全世界の領域について収集を行った。これらの観測データから必要とする項目のデータセットの作成を行った。