North Pacific dissolved inorganic carbon variations related to the Pacific Decadal Oscillation

著者

Yasunaka S., Nojiri Y., Nakaoka S., Ono T., Mukai H., Usui N.

雑誌名

Geophysical Research Letter, 2013

DOI

10.1002/2013GL058987

概要

We elucidate multi-year variations of sea surface dissolved inorganic carbon (DIC) concentrations in the North Pacific from 2002 to 2008 by using monthly DIC maps derived from partial pressure CO₂ observations. The Pacific Decadal Oscillation (PDO) was related to an east-west seesaw pattern in the North Pacific DIC anomaly field. In the western North Pacific, DIC concentrations were relatively high from mid-2002 to mid-2005 and low after late 2007 compared with climatological values, and in the eastern North Pacific the opposite change was observed. Changes of the forcing factors associated with the PDO could explain the DIC east-west seesaw pattern; horizontal advection, freshwater fluxes and vertical mixing in most regions, CO₂ fluxes south of 40°N, and biological production in the subarctic.

海洋は地球上で最大の自然CO₂吸収源であり、人為起源CO₂の約3割に相当する毎年2.3GtC（ギガトン = 10億トン炭素換算CO₂）程度が海洋に吸収されていると見積もられています。しかしながら、海洋中のCO₂濃度は、海域や季節によって大きく変化しています。私たちは、前回の論文で、国立環境研究所が行っている海洋表層CO₂分圧（中岡慎一郎「地球環境豆知識 [27] pCO₂」地球環境研究センターニュース2014年3月号参照）の測定結果から、2002年1月〜2008年12月の北太平洋表層全炭酸濃度^[1]の広域マップを作成し、それを用いて、全炭酸濃度の季節変化の詳細を明らかにしました（安中さやか, 中岡慎一郎, 野尻幸宏「明らかになった北太平洋表層の二酸化炭素の分布 —海洋モニタリング事業の成果—」地球環境研究センターニュース2013年12月号参照）。そこで、今回の論文では、全炭酸濃度の年々変化を明らかにし、気候変動との関係を調べました。

その結果、北太平洋の水温場やその上空の大気場の年々変化として知られている北太平洋10年規模振動（Pacific Decadal Oscillation: PDO）^[2]に伴い、全炭酸濃度は、東西で逆符号の変化をすることが分かりました。1年を通して、PDOが正であった2003〜2004年と、PDOが負であった2008年の全炭酸濃度分布、および、両者の差をみると、PDOが正の時は、負の時に比べて、西部で濃度が高く、東部で低くなっていました。そして、これらの変化は、PDOに伴う、水平方向の流れや降水量、鉛直的な混合強度の変化で、大部分を説明することができました。

1.: 海水中に分子・イオンとして存在しているCO₂の総量
2.: 太平洋各地で海水温や気圧の平均的状態が、10年以上の周期で変動する現象