全球海洋データ分析プロジェクト

全球海洋データ分析プロジェクトGLODAP )は、海洋学データを統合する統合プロジェクトであり、2018年現在、2つの主要なリリースが行われています。GLODAPの中心的な目標は、世界の海洋における炭素循環の全球気候学を作成し、自然状態と人為的状態の両方の研究に活用することです。GLODAPは、米国海洋大気庁(NOAA)米国エネルギー省、および米国科学財団の資金提供を受けています。

GLODAPの最初のリリース(v1.1)は、1990年代に世界海洋循環実験(WOCES)全球海洋フラックス共同研究(JOSF) 、そして海洋大気交換研究( OATM)プログラムの研究航海で収集されたデータから作成されました。GLODAPの2番目のリリース(v2)は、2000年から2013年までの航海データを用いて最初のリリースを拡張したものです。データは、サンプル採取地点からの個別の「ボトルデータ」として、または標準的な経度、緯度、水深グリッド上に補間されたフィールドとして入手可能です。

データセット

GLODAPv1.1 気候学には、「現在」(1990 年代)の溶存無機炭素(DIC)、アルカリ度炭素 1414 C)、CFC-11CFC-12の分析フィールドが含まれています。[ 1 ] フィールドは、1° の水平解像度で客観的に分析された3 次元の全球グリッドで構成され、表面(0 m)から深海底(5500 m)までの33標準化された垂直間隔[ 2 ]に補間されています。時間解像度の点では、ソース データが比較的少ないため、世界海洋アトラスとは異なり、平均フィールドは年間の時間スケールでのみ生成されます。GLODAP 気候学には、北極海カリブ海地中海東南アジアの海域など、特定の海洋地域のデータが欠落しています。

さらに、分析により、自然起源のDICを人為起源のDICから分離し、産業革命前(18世紀)のDICと「現在」の人為起源CO2フィールドを作成する試みがなされてきました。この分離により、人為起源CO2の海洋吸収量を推定することができ、海洋酸性化などの現象の研究に重要です。[ 3 ] [ 4 ]しかし、人為起源DICは化学的にも物理的にも自然起源DICと同一であるため、この分離は困難です。GLODAPはC*(C-star) [ 5 ] として知られる数学的手法を使用して、人為起源DICを自然起源DICから分離しました(代替手法は多数あります)。これは、海洋の生物地球化学とCO2表面不平衡に関する情報と、炭素14、CFC-11、CFC-12(水塊の年齢を示す)などの他の海洋トレーサーを使用して、進行中の人為的過渡現象中に追加されたCO2から自然起源のCO2を分離しようとします。この手法は単純ではなく、誤差も伴いますが、徐々に改良が進められています。その知見は、一般的に動的モデルによる独立した予測によって裏付けられています。[ 3 ] [ 6 ]

GLODAPv2の気候学は、以前の形式をほぼ繰り返していますが、介入期間(2000~2013年)に行われた海洋の炭素循環の多数の観測を利用しています。[ 7 ] [ 8 ]結果のデータセットの分析された「現在」のフィールドは、 2002年に正規化されています。人為的炭素は、GLODAPv2で「通過時間分布」(TTD)法(グリーン関数を使用するアプローチ)を使用して推定されました。[ 9 ] [ 8 ]更新されたDIC(総および人為的)およびアルカリ度のフィールドに加えて、GLODAPv2には、海水pH炭酸カルシウム飽和状態(Ω;オメガ)のフィールドが含まれています。後者は、局所的な炭酸イオン濃度を炭酸カルシウム(バイオミネラル多形体である方解石およびアラゴナイト)の周囲飽和濃度で割ることによって算出される無次元数であり、海洋学的特性である炭酸塩補償深度と関連しています。この値が1未満の場合は飽和不足、つまり溶解の可能性を示し、1を超える場合は過飽和、つまり相対的安定性を示します。

以下のパネルは、GLODAPv1.1 によって作成された海面濃度を示しています。「産業革命以前」は18世紀、「現在」はおよそ1990年代を指します。

産業革命以前のDIC
「現在」DIC
「現在の」人為的CO2
「現在の」アルカリ度
「現在」CFC-11
「現在」のCFC-12

以下のパネルは、GLODAPv2によって作成された海面濃度の分布を示しています。「産業革命以前」は18世紀、「現在」は2002年に正規化されています。これらの特性値は、 GLODAPv1.1パネルで使用されている体積単位(海水1立方メートルあたり)ではなく、質量単位(海水1キログラムあたり)で示されていることに注意してください。

産業革命以前の海洋表層DIC濃度、GLODAPv2
現在の海洋表層DIC濃度、GLODAPv2
海洋表層人為起源CO2濃度、GLODAPv2
現在の海洋表層アルカリ度、GLODAPv2
現在の海洋表層pH、GLODAPv2
現在の海洋表層オメガ方解石、GLODAPv2

参照

参考文献

  1. ^ Key, RM, Kozyr, A., Sabine, CL, Lee, K., Wanninkhof, R., Bullister, J., Feely, RA, Millero, F., Mordy, C. and Peng, T.-H. (2004). 全球海洋炭素気候学:GLODAPの結果. Global Biogeochemical Cycles 18 , GB4031
  2. ^標準化された間隔は、0、10、20、30、50、75、100、125、150、200、250、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1750、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、5500 m です。
  3. ^ a b Orr, JC et al. (2005). 21世紀における人為的海洋酸性化と石灰化生物への影響. 2008年6月25日アーカイブ, Wayback Machine Nature 437 , 681–686
  4. ^ Raven, JA et al. (2005).大気中の二酸化炭素濃度増加による海洋酸性化. 2007年9月27日アーカイブ英国王立協会(ロンドン
  5. ^ Gruber, N., Sarmiento, JL, Stocker, TF (1996).海洋における人為起源CO2の検出のための改良法, Global Biogeochemical Cycles 10 :809–837
  6. ^松本 健; グルーバー N. (2005). 「海洋における人為起源炭素の推定精度はどの程度か?DC*法の評価」 . Global Biogeochem. Cycles . 19 (3​​). Bibcode : 2005GBioC..19.3014M . doi : 10.1029/2004GB002397 . S2CID  3468049 .
  7. ^ Olsen, A.; Key, RM; van Heuven, S.; Lauvset, SK; Velo, A.; Lin, X.; Schirnick, C.; Kozyr, A.; Tanhua, T.; Hoppema, M.; Jutterström, S.; Steinfeldt, R.; Jeansson, E.; Ishii, M.; Pérez, FF; Suzuki, T. (2016). 「全球海洋データ分析プロジェクト バージョン2 (GLODAPv2) – 世界の海洋のための内部的に一貫性のあるデータプロダクト」地球システム科学データ8 ( 2): 297– 323. Bibcode : 2016ESSD....8..297O . doi : 10.5194/essd-8-297-2016 . hdl : 10261/135582
  8. ^ a b Lauvset, SK; Key, RM; Olsen, A.; van Heuven, S.; Velo, A.; Lin, X.; Schirnick, C.; Kozyr, A.; Tanhua, T.; Hoppema, M.; Jutterström, S.; Steinfeldt, R.; Jeansson, E.; Ishii, M.; Pérez, FF; Suzuki, T.; Watelet, S. (2016). 「新たな全球内海地図気候学:1°×1° GLODAP バージョン2」地球システム科学データ8 ( 2): 325– 340. Bibcode : 2016ESSD....8..325L . doi : 10.5194/essd-8-325-2016 . hdl : 10261/135584
  9. ^ Waugh, DW; Hall, TM; McNeil, BI; Key, R.; Matear, RJ (2006). 通過時間分布を用いた海洋における人為的CO2推定」. Tellus . 58B ( 5): 376– 390. Bibcode : 2006TellB..58..376W . doi : 10.1111/j.1600-0889.2006.00222.x .