報告書番号

V11032

タイトル（和文）

海洋の溶存鉄濃度分布の数値シミュレーション - 有機配位子の空間分布導入によるモデルの高度化 -

タイトル（英文）

Numerical simulation of dissolved iron distribution in the global ocean - Model improvement by incorporating spatially-varying organic ligand concentrations -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

鉄は海洋の植物プランクトンの炭素固定を制限しているため，温暖化時の海洋のCO2吸収量を評価するには予測に用いるモデルが海洋の鉄循環を適切に再現できる必要がある．鉄と錯体を形成する有機配位子は，海洋の溶存鉄濃度分布を強く制御していると考えられているが，観測データが限られており，海洋モデルによるシミュレーションでは有機配位子の濃度を空間一様に仮定してきた．近年の観測的研究は鉄の有機配位子の大部分が腐植物質であることを指摘している．我々は見かけの酸素消費量を腐植物質のプロキシとして有機配位子の空間分布を推定し，その分布を海洋モデルに組み込んでシミュレーションを行った．従来通り空間一様に有機配位子の濃度を仮定した二つのコントロールケースと比べ，有機配位子の空間分布を組み込んだケースは，観測データをより良く再現した．この再現性の向上は，有機配位子の濃度に空間分布を与えることが，大洋間により現実的な鉄の滞留時間の違いを作ることに起因することがわかった．我々のモデル結果と，近年の観測に基づく証拠は，腐植物質が海洋の鉄循環において重要な役割をしていることを示唆している．

概要 （英文）

Evaluating iron cycle change is essential for projecting oceanic CO2 uptake under global warming owing to the iron limitation on phytoplankton growth. Although it is generally accepted that iron-binding ligands control dissolved iron distribution strongly, oceanic iron cycle models have assumed a spatially homogeneous ligand concentration because of limited knowledge regarding distribution of the ligands. This study incorporates a spatially-varying distribution of iron-binding ligand concentrations into an ocean general circulation model simulating the marine iron cycle. The distribution of apparent oxygen utilization is used as a proxy for humic substances that have recently been hypothesized to account for the bulk of iron-binding ligands in seawater. Compared to two control cases using the conventional approach with homogeneous ligand distributions, an experiment incorporating the spatially-varying ligand distribution exhibits substantial improvement in simulating the global dissolved iron distribution as revealed in available field data. The better model-data skill results largely because the spatially-varying ligand distribution results in a more reasonable basin-scale variation in the residence time of iron at high concentrations. Our model results, in conjunction with evidence from recent field studies, suggest that humic substances are playing an important role in the iron cycle in the ocean.

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