三陸沖における海洋表層炭酸ガス分圧連続測定

• 担当機関: 中央水産研究所
• 研究期間: 1996～1998
• 研究担当者: 佐々木克之; 小埜恒夫; 田中勝久
• 発行年度: 1997
• 要約: 1997年1月と5月に黒潮域、混合域および親潮域で、通産省計量研で開発した機器により海洋表層炭酸ガス分圧を連続的に測定して、混合域から親潮域にかけての分圧が表面水温と良い相関があることを見出して、衛星画像からの分圧測定の可能性を示した。
• 背景・ねらい: 地球温暖化の進行に伴い、炭酸ガス動態と海洋との関係に大きな注目が集まってきている。とくに海洋表層の炭酸ガス分圧（pCO2）は大気と海洋との間の炭酸ガスの流れを決定するものであるため、その測定に大きな努力が払われてきた。日本ではいち早く気象庁がシャワー方式という方法を取り入れて気象庁所属の調査船により系統的な調査を実施してきたが、この機器は大型でそのためもあって約1時間に1回しかデータをとることが出来なかった。水産庁所属の多くの調査船は主として中型船であるため、この機器を搭載することが困難であったが、工技院計量研で珊瑚礁海域のpCO2測定のために全く異なる原理を用いて小型で測定するシステムを開発したので、共同研究により中央水研所属調査船蒼鷹丸で測定することを試みた。これが成功すれば、水産庁の多くの調査船でpCO2を測定することが可能となる。

成果の内容・特徴

得られた結果を図に示した。上段は1月、下段は5月の結果である。横軸は東経144°上の緯度を示す。赤色（TEMP) は水温で単位は右側、青色（flu) はクロロフィルを推定する蛍光、一番下のPLNK は動物プランクトンを示し、pCO2(fC)は紺色で単位は左側(ppm)に示されている。

1. pCO2が水温とよく追随していることからわかるように、応答がよく、4.5分間で90％応答し、精度よく連続測定できることが明らかとなった。
2. 1月には38°Nより北側の混合域・親潮域で水温の下降に伴いpCO2が上昇していることがわかる。相関をとると、pCO2=-87.9*SST（表面水温）+397, Rˆ2=0.84, 標準偏差:8.8ppm
3. 5月には38°Nより北側のやはり混合域・親潮域で水温の下降に伴いpCO2も減少していることがわかる。pCO2=22.7*SST+36, Rˆ2=0.93, 標準偏差:10.9ppm
4. 5月の親潮域でpCO2が160ppmまで減少したのは、植物プランクトン大増殖を反映しており、炭酸ガス動態に海洋生物が大きな役割を果たしていることを示している。

• 成果の活用面・留意点: pCO2連続測定システムは小型のため水産庁所属の調査船に十分搭載可能であり、三陸沖のような複雑な海洋構造をもつ海域では、連続測定により地球温暖化関連の重要なデータがとれる。また、1月と5月の混合域・親潮域のpCO2を衛星画像水温から推定できる可能性を示した。