)(pCO 2 sea pCO 2 air
２ 大気－海洋間の二酸化炭素交換量 の監視
（ １ ） 診 断 に 用 い る デ ー タ
気 象 庁 で は 、 上 述 のSugimoto et al. (2012) の 手 法 に 基 づ き 、1985年 か ら の 太 平 洋 に お け る 大 気 － 海 洋 間 の 二 酸 化 炭 素 交 換 量 を 見 積 も っ て い る 。 ま た 、 同 手 法 を 大 西 洋 に 応 用 し 、 大 西 洋 に お け る 大 気 － 海 洋 間 の 二 酸 化 炭 素 交 換 量 を 見 積 も っ て い る 。 見 積 も り に 使 用 し た デ ー タ は 表1.4.2-1の と お り で あ る 。 な お 、 1997年 以 前 の 海 面 ク ロ ロ フ ィ ル 濃 度 が 得 ら れ な い 期 間 に つ い て は 、1998年 以 降 の 月 別 平 均 値 を 利 用 し た 。
（1） 式 中 のKは 、 ガ ス 交 換 速 度kと 二 酸 化 炭 素 の 海 水 に 対 す る 溶 解 度 の 積 で あ る 。kは 、 係 数a、 海 上 風 速U10及 び シ ュ ミ ッ ト 数Scを 用 い て 、 以 下 の 式 に よ っ て 表 さ れ る 。
5 . 2 0
10
)
( 660
Sc
U a
k
・ ・ ・ （2）（2） 式 中 の 係 数aに つ い て は 、Wanninkhof (1992) に よ る0.39を 使 用 し た 。
（ ２ ） 太 平 洋 に お け る 大 気 － 海 洋 間 の 二 酸 化 炭 素 交 換 量
太 平 洋 に お け る1985～2011年 の 大 気 － 海 洋 間 の 二 酸 化 炭 素 交 換 量 の 月 積 算 値 及 び 年 積 算 値 を 図1.4.2-2に 示 す 。 夏 季 に 二 酸 化 炭 素 を 放 出 す る 月 が あ る が 、 年 単 位 で み る と 、1985～
2011年 の 期 間 を 通 じ て 、 大 気 か ら 海 洋 中 に 二 酸 化 炭 素 が 吸 収 さ れ て い る 。 平 年 （1985～
2010年 の 平 均 ） で は1年 あ た り7.1億 ト ン 炭 素 の 二 酸 化 炭 素 を 吸 収 し て お り 、 そ の 量 は 全 海 洋 で 見 積 も ら れ た1990年 代 の 年 平 均 吸 収 量 の 22億 ト ン 炭 素/年 （IPCC, 2007） の 約3割 に 相 当 す る 。2003年 以 降 、 太 平 洋 の 二 酸 化 炭 素 の 吸 収 量 が 平 年 よ り も 多 く な っ て い る 。
94
第１章 地球温暖化に関わる海洋の長期変化 大気－海洋間の二酸化炭素交換量
図 1.4.2-3 大 西 洋 に お け る 大 気 － 海 洋 間 の 二 酸 化 炭 素 交 換 量 の 月 ご と 及 び 年 間 の 積 算 値 （ 1985～ 2011 年）
二 酸 化 炭 素 交 換 量 の 積 算 値 の 正 の 値 は 海 洋 か ら 大 気 へ 二 酸 化 炭 素 が 放 出 さ れ て い る こ と を 、 負 の 値 は 大 気 中 の 二 酸 化 炭 素 が 海 洋 に 吸 収 さ れ て い る こ と を 示 す 。 単 位 は 、 二 酸 化 炭 素 交 換 量 を 炭 素 の 重 量 に 換 算 し た 値 、 「 億 ト ン 炭 素 」 で 表 す 。
左 上 図 は 月 積 算 値 を 、 左 下 図 は 年 積 算 値 を 示 し た も の で 、 図 中 の 点 線 は 、 平 年 値 （1985～2010年 の 平 均 ：8.4億 ト ン 炭 素/年 ） を 表 す 。 右 図 は 、 大 西 洋 の 二 酸 化 炭 素 交 換 量 の 解 析 範 囲 （ 桃 色 で 着 色 し た 領 域 ） を 表 す 。
太 平 洋 に お け る 二 酸 化 炭 素 吸 収 量 の 季 節 変 動 は 、 主 に 北 太 平 洋 亜 熱 帯 域 か ら 亜 寒 帯 域 で の 季 節 的 な 水 温 の 変 動 に よ っ て 支 配 さ れ て い る 。 年 々 変 動 に 対 し て は 、 赤 道 域 に お け る エ ル ニ ー ニ ョ/ラ ニ ー ニ ャ 現 象 が 大 き く 影 響 す る 。 エ ル ニ ー ニ ョ 現 象 発 生 時 に は 、 風 が 弱 ま る と と も に 、 下 層 か ら の 海 水 の 湧 昇 が 減 少 す る た め 、 二 酸 化 炭 素 濃 度 が 高 い 海 域 が 縮 小 し 、 二 酸 化 炭 素 放 出 量 は 減 少 す る 。 ラ ニ ー ニ ャ 現 象 発 生 時 に は 逆 に 二 酸 化 炭 素 放 出 量 が 増 加 す る （Ishii et al., 2004, Feely et al., 2006な ど ） 。
エ ル ニ ー ニ ョ/ラ ニ ー ニ ャ 現 象 に 伴 う 二 酸 化 炭 素 交 換 量 の 変 動 は 、 エ ル ニ ー ニ ョ 現 象 発 生 期 の1987年 及 び1997年 、 ラ ニ ー ニ ャ 現 象 発 生 期 の1999年 、2007年 に 顕 著 で あ っ た
（ ３ ） 大 西 洋 に お け る 大 気 － 海 洋 間 の 二 酸 化 炭 素 交 換 量
大 西 洋 に お け る1985～2011年 の 大 気 － 海 洋 間 の 二 酸 化 炭 素 交 換 量 の 月 積 算 値 及 び 年 積 算
値 を 図1.4.2-3に 示 す 。1985～2011年 の 期 間 を 通 じ て 、 大 気 か ら 海 洋 中 に 二 酸 化 炭 素 が 吸 収 さ れ て い る 。 平 年 （1985～2010年 の 平 均 ） で は1年 あ た り8.4億 ト ン 炭 素 の 二 酸 化 炭 素 を 吸 収 し て お り 、 そ の 量 は 全 海 洋 で 見 積 も ら れ た 1990年 代 の 年 平 均 吸 収 量 の22億 ト ン 炭 素/年
（IPCC, 2007） の 約4割 に 相 当 す る 。 大 西 洋 で は 、1985年 か ら1990年 代 後 半 に か け て 吸 収 量 の 減 少 傾 向 が 、1990年 代 後 半 か ら2010年 の 期 間 に か け て 吸 収 量 の 増 加 傾 向 が み ら れ る が 、 期 間 を 通 じ て の 増 加 あ る い は 減 少 の 明 瞭 な 傾 向 は み ら れ な い 。
大 西 洋 に お け る 二 酸 化 炭 素 吸 収 量 の 季 節 変 動 に は 、 北 大 西 洋 亜 熱 帯 域 で の 季 節 的 な 水 温 の 変 動 の ほ か 、 北 大 西 洋 亜 寒 帯 ・ 寒 帯 域 や 南 大 洋 に お け る 生 物 生 産 の 季 節 変 動 に よ る 影 響 が 大 き い 。 年 々 変 動 の 要 因 と し て は 、 北 大 西 洋 振 動 （NAO） の 影 響 が 報 告 さ れ て い る
（Park et al., 2010, Metzl et al., 2010な ど ） が 、 1985～2011年 の 期 間 に つ い て 、 二 酸 化 炭 素 吸 収 量 とNAOの 間 に 顕 著 な 関 係 は み ら れ な い 。
３ 診断
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３ 診断
太平 洋及 び 大西 洋に お ける1985～2011年 の 大気－海洋間の二酸化炭素交換量を見積もっ た。太平洋は、夏季を除いて二酸化炭素を吸 収 し て お り 、 吸 収 量 は 平 年 で1年 あ た り7.1億 トン炭素であった。大西洋は、年間を通じて 二酸化炭素を吸収しており、吸収量は平年で 1年 あ た り8.4億 ト ン 炭 素 で あ っ た 。 全 海 洋 で 見積もられ た1990年代 の年平均吸 収量の22億 トン炭素/年（IPCC, 2007）に対し、太平洋は
約3割、大西洋は約4割を吸収していることに
なる。太平 洋では、2003年以降、 吸収量が平 年よりも多 くなってい る。大西洋 では、1985
年から1990年代後半に かけて吸収 量の減少傾
向が、1990年代後半 か ら2010年の期間にかけ
て吸収量の増加傾向がみられるが、期間を通 じての増加あるいは減少の明瞭な傾向はみら れない。
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第１章 地球温暖化に関わる海洋の長期変化 １．４ 海洋の温室効果ガス
１．４．３ 海洋の二酸化炭素蓄積量
海洋の二酸化炭素蓄積量
診断概要
診断内容
地球温暖化の進行により、海洋の二酸化炭素吸収能力が変化することが予測される。大 気中の二酸化炭素濃度を左右する海洋の二酸化炭素吸収能力を監視するためには、二酸化 炭素の交換量だけではなく、海洋に蓄積された二酸化炭素量を把握することも重要である。
そこで、気象庁の東経137度線と東経165度線に沿った観測定線において取得したデータを 用いて、2012年と1990年代の海洋中に蓄積された二酸化炭素量の差を見積もることにより、
人間活動により排出された二酸化炭素の影響で変化した海洋中の二酸化炭素量について診 断する。
診断結果
東経137度の北緯10度から30度の海域では1994年と2012年の18年間の差が約120トン炭素 /km2（面積1平方キロメートルの海域あたりに蓄積した炭素の重量に換算）、東経165度の 北緯 10度か ら32度 の海 域で は1992年と 2012年 の20年 間の 差が 約120トン 炭 素/km2だ った 。 それぞれ1年あたり に 換算する と 東経137度 では約7ト ン炭素/km2、東経165度では約6トン 炭素/km2であった。東経137度及び東経165度の観測線ともに、海洋中の二酸化炭素蓄積量 は増加しており、その増加速度は1990年代の全海洋の吸収速度の平均（1年あたり約6トン 炭素/km2）とほぼ同程度であった。