海洋炭素循環モデルの進捗状況 吉川知里 共生２連絡会議　2003.08.27　C. Yoshikawa.

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1 海洋炭素循環モデルの進捗状況 吉川知里 共生２連絡会議　 　C. Yoshikawa

2 単体モデルと統合モデルの温暖化実験の比較を行う。
海洋炭素循環グループ ★　今年度の計画 COCO(OGCM) + Marine ecosystem model MIROC(A&OGCM) + Marine ecosystem model MIROC(A&OGCM) + Marine ecosystem model + Sim-CYCLE 単体モデルと統合モデルの温暖化実験の比較を行う。 人為起源ＣＯ２に起因する気候変動が、生物ポンプを変化させ、海洋のＣＯ２吸収に＋か－のフィードバックをもたらす？ 単体モデルで、温暖化実験をする。　←　気候変化（モデルの出力forcing）は与えられるけど、atmCO2は固定（あげてもいいけど自分であげる） これと統合モデルの温暖化実験を比較する。 で。 IS92aはなんだかんだ言ってもモデルの出力のforcing Omipは観測のforcing ★　今回お話しする内容 １．客観解析Forcingと気候モデル出力Forcingの結果の比較 ２．モデル出力Forcingを用いた二酸化炭素漸増実験の結果

3 生態系モデル mpP VpP2 NPZD Model ( Oschlies, 2001 )
二乗で亜熱帯でちょっとだけ細胞壊れる、　　Dは沈むやつ。沈降速度０はPに含む。 逆→で亜熱帯でちょっとだけ戻る　（マイクロビアループ？）　おっシュリーズ２００１―DSRII　亜熱帯の生産あがった　ドニー１９９６DSRII NPZD Model ( Oschlies, 2001 )

4 モデルの設定 ● 水平解像度：1度ｘ1度 ● 鉛直54層（表層200mにおいては5-10m間隔）
●　水平解像度：1度ｘ1度 ●　鉛直54層（表層200mにおいては5-10m間隔） ●　駆動力：（SST,P-E,風応力・・・） 　　　①　OMIP用月平均データ　（客観解析データ） 　　　②　IS92a月平均データ　（気候モデルの出力） ●　初期値： 物理場：OMIP用の計算結果 硝酸：年平均気候値（World Ocean Atlas 94） 全炭酸、アルカリ度：OCMIPモデル結果 生態系モデルのその他の変数：一定値（0.1mmol/m3) ●　Spin up：20年 SST、海面日射量(SSR）、風応力、淡水フラックス、海面熱　6個　　　　　　ocmip＝年平均駆動力、生態系は陽に含まず 表層100mまで5m、200mまで10m間隔　メラーヤマダ1974のレベル２　　　　1890～1950の60年平均

5 結果 ● ペルー沖や南アフリカ西岸沖の硝酸極大 ● 赤道太平洋のクロロフィル極大の広がり ● 南大洋のクロロフィル濃度や硝酸濃度の違い
結果　 傾向は同じ　野口さんのは16compの5年もの　　　　エクマン湧昇域と混合層の深い海域でCHLでかい。　観測よりもメリハリありすぎ。 PHY*1.59（mg/m3)/(mmol/m3）　　Czcs　衛星観測 ●　ペルー沖や南アフリカ西岸沖の硝酸極大 ●　赤道太平洋のクロロフィル極大の広がり ●　南大洋のクロロフィル濃度や硝酸濃度の違い

6 ペルー沖の客観解析Forcingの風は、岸に並行に吹いているため、強い沿岸湧昇が起き、硝酸の極大ができてしまったものと思われる。
１．ペルー沖の硝酸トラップ 風の場の違いは、あまりないが、一番岸よりの→が岸と並行。　つまりForcingに敏感なところだ。 　ペルー沖の客観解析Forcingの風は、岸に並行に吹いているため、強い沿岸湧昇が起き、硝酸の極大ができてしまったものと思われる。

7 １．ペルー沖の硝酸トラップ 横から見るとこんなかんじです。
風の場の違いは、あまりないが、一番岸よりの→が岸と並行。　つまりForcingに敏感なところだ。 　横から見るとこんなかんじです。

8 ２．赤道域のChl極大の広がり 　赤道太平洋域のクロロフィル濃度の極大の広がりは、気候モデルForcingの結果の方がせまい。 　気候モデルForcingの方が赤道湧昇が弱い。

9 ３．南大洋の硝酸濃度の違い 　南大洋のエクマン湧昇は、気候モデルの結果の方が強い。 混合層の深さの違いは？

10 TeamGala Meeting 夏の会 C. Yoshikawa
３．南大洋の硝酸濃度の違い 鉛直拡散係数ではなく、水温塩分からもとめた（観測と比較するため）混合が深いんじゃなく、鉛直一様な密度分布なため、超深い。海面に達する密度差が水温にして0.5℃に達する深さだから？ インド洋、タスマニアン海、ロス海、アムンゼン海、ウェッデル海。　そのわりに、is92aのChlはでかいのはシリカ制限入ってないしね。でも野口さんの方がNO3濃度でかいわけじゃないよ。 　客観解析Forcingの結果の混合層は非常に深いのに対し、気候モデルForcingの結果は浅い。このため硝酸濃度は、客観解析Forcingの結果や観測よりも、低くなったと思われる。 TeamGala Meeting 夏の会 C. Yoshikawa

11 統合モデルＦｏｒｃｉｎｇの方が南大洋で良く雨が降る。
３．南大洋の硝酸濃度の違い 鉛直拡散係数ではなく、水温塩分からもとめた（観測と比較するため）混合が深いんじゃなく、鉛直一様な密度分布なため、超深い。海面に達する密度差が水温にして0.5℃に達する深さだから？ インド洋、タスマニアン海、ロス海、アムンゼン海、ウェッデル海。　そのわりに、is92aのChlはでかいのはシリカ制限入ってないしね。でも野口さんの方がNO3濃度でかいわけじゃないよ。 統合モデルＦｏｒｃｉｎｇの方が南大洋で良く雨が降る。

12 ＜気候モデルForcingと客観解析Forcingの違い＞
Air-Sea CO2 Exchange ピントンベロシティー　Wanninkhof（1992) 炭酸カルシウム殻は、PONの同じ速度でおちる。　Obs.高橋 (pco2-280)＊exchc＊86400＊365/1000 あまり違いはない。

13 二酸化炭素漸増実験のForcing 1.5℃増 「COCO＋生態系モデル」で、1890～2099年までの気候モデルForcing（IS92a）を使って二酸化炭素漸増実験を行う。

14 年平均SSTと クロロフィル濃度 表層水温は赤道域で低下、高緯度域で上昇する。 クロロフィル濃度はほぼ全球的に増加する。
赤道：赤道湧昇が強くなる（風のせい？）？　水温低下　栄養塩増加　クロロフィル増加 高緯度：水温上昇　光環境・成層化　クロロフィル増加 表層水温は赤道域で低下、高緯度域で上昇する。 クロロフィル濃度はほぼ全球的に増加する。

15 年平均全炭酸濃度 大西洋 太平洋 表層で、大気CO2の増加により、CO2を良く吸っている様子がわかる。
上は大西洋 下は太平洋 表層で、大気CO2の増加により、CO2を良く吸っている様子がわかる。 1000m以深は、スピンアップが足りなかったのか・・・・。

16 大気CO2の増加にともない、どんどん吸う。
Air-Sea CO2 Exchange 吐く 吸う 大気CO2の増加にともない、どんどん吸う。

17 J K 今後の予定 Forcingはスピンアップのままで、大気CO2濃度だけ増加させてみる。
初期値のトレンドがまだ残っている様なので、もう少しスピンアップしたい。　　　　　　　（割り当てが増えれば・・・） 1890～1950の60年平均