新たな研究は、炭素を吸収する海洋のプロセスが時間とともにどう変化し、それが気候変動を緩和する能力にどう影響する可能性があるのかを詳しく調べている。
カリフォルニア大学サンタバーバラ校の海洋学者ティモシー・デブリーズ氏と大学院生のマイケル・ノウィッキ氏にとって、海洋の炭素循環の傾向をよく理解することは、地球の海洋による炭素吸収の現行モデルを改善するうえで鍵となる。この情報はひいては、より精度の高い気候予測につながる可能性がある。
大気中にCO2が蓄積する速度は、必ずしも排出量の推移と連動するわけではない。
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「まず、大気中にCO2が蓄積する速度を調べ、それを排出速度と比較しました」とデブリーズ氏は話す。「たとえば、排出量が10％増えれば、大気中への蓄積速度も基本的には10％増えると予想されます。
「しかし、大気中にCO2が蓄積する速度は必ずしも排出量の推移と連動しないことがわかりました」と同氏は続ける。実際、研究者たちは20年分の炭素排出量と大気中の炭素蓄積量のデータを調べ、直感に反する結果を得た。
年代ごとの比較
「1990年代には、大気中への蓄積速度がかなり速く上昇していた一方で、排出量はほとんど増えていませんでした」とデブリーズ氏は話す。「一方、2000年代には逆のことが起きました。排出量は大幅に増加しましたが、大気中への蓄積速度は横ばいでした。」
研究者によると、こうした変動の一因は、海洋による炭素吸収の活動にある。これは、炭素を表層から深海へ移動させる一連の物理的・生物学的プロセスだ。大気中のCO2蓄積量の10年単位の変動の最大40％は、海洋が炭素を取り込む速度に起因し、残りは陸域生物圏の活動に起因すると考えられる。
「CO2が海洋に蓄積する速度を推定するため、いくつかの異なる手法を用いました。基本的にどの手法も、1990年代には海洋のCO2吸収が遅かったため、大気中での蓄積が速かったという点で一致しました」とデブリーズ氏は話す。「そして2000年代には海洋のCO2吸収が速まり、その分、大気中での蓄積は遅くなりました。」
変動する二酸化炭素の吸収
研究者によると、この論文の結果は、炭素吸収源としての海洋の働きにさまざまな要因が影響することを示し、海洋がいかに動的であるかを浮き彫りにしている。海洋の炭素吸収を左右する主な物理的要因の一つが海洋循環だ。CO2は表層水に吸収され、その後、海流によってより冷たい海域へ運ばれて沈み、温室効果ガスを大気から隔離する。
自然起源の温暖化も人為的な温暖化も、深層海流に影響を及ぼす可能性がある。深層海流は水の密度差によって生じる（冷たく密度の高い水は沈み、暖かく密度の低い水は上昇する）。その結果、海流が遅くなり、炭素の吸収速度が下がって、長期的には海洋の炭素吸収源としての効率が低下するおそれがある。同様に、エルニーニョや火山噴火などの自然現象も気温や風のパターンを変え、ひいては海流に影響を及ぼす可能性がある。
明るい材料は、気候モデルが概ね正しい方向を示してきたことだ。
「海洋モデルは概ね傾向を捉えていましたが、その規模は観測結果より小さかったことがわかり、興味深く感じました」とノウィッキ氏は話す。「ただ、そこから次の疑問が浮かびます。なぜでしょうか。」
「この変動を引き起こしている要因を調べるには、さらなる研究が必要です」とデブリーズ氏は話す。同氏は、一般的な傾向からの比較的短期の揺らぎである気候変動性と、気候が新たな平均状態、つまり「新たな常態」に移行する長期的傾向である気候変化とを区別する。研究者によると、変化する海洋の炭素吸収源をモデルに反映させれば、気候予測の精度が高まる。
