海洋の熱と炭素の吸収

海洋は、温室効果ガスによって閉じ込められた熱の圧倒的大多数と、人間活動による炭素排出量の約4分の1を吸収しており、温暖化、酸性化、海面上昇という代償を払いながらも、気候を緩和する役割を果たしています。

Definition

海洋の熱と炭素の吸収とは、強化された温室効果による過剰な熱と、人間活動によって排出される二酸化炭素を海洋が吸収・貯蔵することであり、これらが相まって気候変動の速度を緩和しています。

Scope

このトピックでは、海洋による熱の貯蔵と海洋熱含量の測定、人為起源二酸化炭素の海気交換と内部貯蔵、熱と炭素を深海に運ぶ物理的および生物学的プロセス、そして気候緩衝材としての海洋の役割が持つ影響と限界について扱います。

Core questions

• 海洋は地球の過剰な熱と人間活動による炭素排出量のうち、どの程度を吸収しているのでしょうか？
• どのようなプロセスが熱と炭素を表層から深海へと運んでいるのでしょうか？
• 海洋熱含量と炭素吸収源はどのように測定・追跡されているのでしょうか？
• 気候緩衝材としての海洋の役割には、どのような結果と限界があるのでしょうか？

Key theories

主要な熱貯蔵庫としての海洋

水は熱容量が大きく、海洋は広大であるため、気候システムに追加されたエネルギーの大部分を貯蔵しており、したがって海洋熱含量は地球温暖化の最も信頼できる指標とされています。

海洋の炭素吸収源

海気交換と循環は、人為起源の二酸化炭素のかなりの部分を海洋内部へと運び込んでおり、これは流域規模の炭素調査によって定量化される吸収源です。

Mechanisms

熱と二酸化炭素は海面から海洋に入り込み、混合、表層水の沈み込み、および海洋大循環によって内部へと運ばれます。一方、生物ポンプは炭素貯蔵を促進します。海洋の大きな熱容量と体積により、気候システムの過剰なエネルギーの大部分を吸収することができますが、表層水が温暖化し、炭素で飽和するにつれて吸収は遅くなります。

Clinical relevance

海洋の熱と炭素の吸収は、表面温暖化のペースと排出物の大気中残存率の大きさを決定します。また、海洋温暖化、酸性化、貧酸素化、熱膨張による海面上昇を引き起こすため、その監視は気候変動の追跡と予測において極めて重要です。

History

1957年にレヴェルとスースは、海洋が二酸化炭素を吸収するものの、その体積が示唆するよりも緩やかであることを示しました。その後、継続的な観測、2004年にサビーヌらが統合した地球規模の炭素調査、そしてアルゴフロートアレイによって、海洋の熱と炭素の吸収はますます高い精度で定量化されてきました。

Key figures

• Roger Revelle
• Christopher Sabine
• Nicolas Gruber

Seminal works

• sarmientoGruber2006
• sabine2004

Frequently asked questions

地球温暖化の熱のうち、海洋はどのくらいを吸収しているのでしょうか？

海洋は、気候システムに閉じ込められた過剰な熱の大部分を吸収しており、大気や陸地よりもはるかに多く、これが海洋熱含量が地球温暖化の主要な指標である理由です。

海洋は無期限に二酸化炭素を吸収し続けるのでしょうか？

海洋は炭素を吸収し続けていますが、表層水が温暖化し、その化学的性質がより飽和状態になるにつれて、その効率は低下します。したがって、排出量の増加に追いつくことを期待することはできません。