報告書番号

V06010

タイトル（和文）

鉄の効果に着目した海洋中炭素吸収量の変化予測

タイトル（英文）

Projection for change in characteristics of carbon dioxide absorption to the ocean based on the oceanic iron cycle

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

NCAR CCSMとして開発された海洋炭素循環モデルは、海洋炭素循環モデル比較プロジェクトのプロトコルを基本とし、新たにリン酸塩と鉄の予測方程式、および鉄制限効果を導入したモデルである。鉄の循環の計算時には、大気中からの鉄の供給のみを考慮し、スキャベンジング効果をモデル化している。海洋大循環モデル(CCSM3 POP)は、経度方向に3.6度、緯度方向に0.8-1.8度の解像度、鉛直25層のバージョンを用いた。
このモデルを用いた過去の研究においては、栄養塩の分布に大きなバイアスが見られた。本研究ではリン酸塩と鉄の生物吸収比率のパラメータを鉄濃度の関数とする改良を行い、一定値とした場合に比べてリン酸塩の分布の再現性が向上することを確認した。また、鉄の分布の再現性の検討のため、観測データの整理を実施し、海域毎の鉛直分布を把握した。モデルは全球平均の鉛直分布を再現できたが、海域毎の違いの再現には問題が残されている。さらに将来的な鉄ダストの減少を想定すると、海洋CO2吸収量が減少する。しかし、人為的な局所的な鉄散布によって海洋CO2吸収量を増加させられることをモデル計算によって確認した。また、鉄散布による海洋CO2吸収量の増加は、海洋生態系に影響を与える海洋酸性化に大きな影響を与えない。

概要 （英文）

An ocean carbon cycle model is presented in the framework of the Community Climate System Model version 3 (CCSM3). This model is based on the Ocean Carbon Model Inter-comparison Project (OCMIP-2) biotic carbon model, modified by the addition of a prognostic equation for productivity and the inclusion of iron as a co-limiting nutrient. Aeolian deposition is the sole source of iron, and scavenging of iron is parameterized based on previous studies. The ocean general circulation model is CCSM3 POP with a resolution of 3.6 degree in longitude and 0.8 to 1.8 degree in latitude and 25 levels in the vertical. Previous studies with this model found a number of biases in the distribution of nutrients relative to observations. In this study we investigated the sensitivity of the simulation to the specification of the uptake ratio of phosphate and iron during production. An uptake ratio that is an increasing function of iron concentration gave more realistic distribution than a uniform uptake ratio. To understand global iron distributions, observed data in the published paper was summarized for basins. The model reproduced the global averaged vertical distribution although it did not reproduce the difference of basin-scaled distribution. A projection run of this model confirmed that oceanic CO2 uptake decrease at the decrease of iron dust assumed in the future. And local iron fertilization can partly compensate decrease of oceanic CO2 uptake in the model. The increases of oceanic CO2 uptake by iron fertilization dose not contribute the oceanic acidification that affect ocean ecosystem.

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