17:15 〜 19:15
[AOS13-P01] 瀬戸内海におけるpCO2経年変化の推定
キーワード：二酸化炭素、二酸化炭素フラックス、海水中二酸化炭素分圧、ランダムフォレスト
沿岸海域における海水中二酸化炭素（CO2）は，海洋酸性化やブルーカーボン等の観点から研究が蓄積されつつある．外洋域と同様に，沿岸域においても全球規模の大気―海洋間の交換量が見積もられたが，その不確実性が大きく海域ごとに調べる必要がある．瀬戸内海は海水中CO2の経年変化は明らかにされておらず，その海域は約半世紀にかけて，富栄養化から貧栄養化へと水質環境が大きく変化した海域である．本研究では，瀬戸内海におけるpCO2（海水中二酸化炭素分圧）の経年変化を推定する．
神戸大学大学院海事科学研究科附属練習船「深江丸」の研究航海において，1994年から2010年の間に行われた冬季（3月），夏季（7〜9月）の航海で取得したデータを使用した．船底約3mからのインテイク水を用いて，pCO2（海水中二酸化炭素分圧，μatm），T（海水温度，℃），S（塩分），pH，DO（溶存酸素，mg L-1）を測定したものである．そのデータを用いてT, S, pH, DOからpCO2を推定するモデルをランダムフォレストで構築した．その推定誤差は5〜14％程度である．その推定モデルに，瀬戸内海総合水質調査および広域総合調査のデータを入力し，1981年から2023年の冬季（1~3月），春季（4~6月），夏季（7~9月），秋季（10~12月）のpCO2を推定した．使用した項目は，表層（水面下約2m）および底層（海底面上約2m）で測定された，T，S， pH， DOに加えて，Chl.a（クロロフィル-a濃度, μg L-1），COD（化学的酸素要求量，mg L-1）のデータである．pCO2を海域別に年・季節平均し，燧灘，備讃瀬戸，播磨灘，大阪湾西部，大阪湾東部および紀伊水道の経年変化を調べた．
各海域におけるpCO2の経年変化を図1に示す．燧灘，備讃瀬戸，大阪湾西部および紀伊水道においてpCO2は上昇傾向にあった．冬季では上昇傾向はみられず，夏季は大阪湾東部以外で上昇傾向があり，その上昇率は最も大きかった．水温は全ての海域で上昇傾向にあり，その上昇率は0.02〜0.05℃ y-1だった．水温上昇によるCO2の溶解度減少がpCO2の上昇に寄与したと考えられる．pCO2と水温との関係を利用し（Yamashita et al., 1993），水温によるpCO2の上昇を推定すると，燧灘と紀伊水道はそれが大きく，水温の寄与が大きいと考えられる．夏季の備讃瀬戸，播磨灘および大阪湾西部は水温の影響が比較的小さかった．その他の要因として，基礎生産と底層のCODを考慮した．
基礎生産の指標としてChl.aを用いて経年変化を調べると，燧灘と播磨灘以外の海域で低下傾向にあった．大阪湾西部と東部での低下率は，それぞれ備讃瀬戸の約4倍，約10倍も大きかった．基礎生産量の低下がCO2消費量の減少につながり，大阪湾西部でのpCO2上昇に寄与したと考えられる．
底層のCODは，大阪湾東部を除く全ての海域で増加傾向にあった．燧灘と播磨灘は，春季から夏季にかけて成層しており，その底層では有機物分解によって生成された貧酸素および高CO2水塊の存在が示唆されており（藤田ら，2024；Taguchi and Fujiwara, 2010），そのpCO2は上昇傾向にあると考えられる．その水塊が備讃瀬戸の底層に移流し，備讃瀬戸の表層と両灘部に輸送されるため，表層のpCO2上昇に寄与したと考えられる．
計算したCO2 fluxは全ての海域で負に増大傾向だった．燧灘，播磨灘および備讃瀬戸は，1980年代はCO2の放出域だったが，2000年代以降は吸収域に変化していた．
神戸大学大学院海事科学研究科附属練習船「深江丸」の研究航海において，1994年から2010年の間に行われた冬季（3月），夏季（7〜9月）の航海で取得したデータを使用した．船底約3mからのインテイク水を用いて，pCO2（海水中二酸化炭素分圧，μatm），T（海水温度，℃），S（塩分），pH，DO（溶存酸素，mg L-1）を測定したものである．そのデータを用いてT, S, pH, DOからpCO2を推定するモデルをランダムフォレストで構築した．その推定誤差は5〜14％程度である．その推定モデルに，瀬戸内海総合水質調査および広域総合調査のデータを入力し，1981年から2023年の冬季（1~3月），春季（4~6月），夏季（7~9月），秋季（10~12月）のpCO2を推定した．使用した項目は，表層（水面下約2m）および底層（海底面上約2m）で測定された，T，S， pH， DOに加えて，Chl.a（クロロフィル-a濃度, μg L-1），COD（化学的酸素要求量，mg L-1）のデータである．pCO2を海域別に年・季節平均し，燧灘，備讃瀬戸，播磨灘，大阪湾西部，大阪湾東部および紀伊水道の経年変化を調べた．
各海域におけるpCO2の経年変化を図1に示す．燧灘，備讃瀬戸，大阪湾西部および紀伊水道においてpCO2は上昇傾向にあった．冬季では上昇傾向はみられず，夏季は大阪湾東部以外で上昇傾向があり，その上昇率は最も大きかった．水温は全ての海域で上昇傾向にあり，その上昇率は0.02〜0.05℃ y-1だった．水温上昇によるCO2の溶解度減少がpCO2の上昇に寄与したと考えられる．pCO2と水温との関係を利用し（Yamashita et al., 1993），水温によるpCO2の上昇を推定すると，燧灘と紀伊水道はそれが大きく，水温の寄与が大きいと考えられる．夏季の備讃瀬戸，播磨灘および大阪湾西部は水温の影響が比較的小さかった．その他の要因として，基礎生産と底層のCODを考慮した．
基礎生産の指標としてChl.aを用いて経年変化を調べると，燧灘と播磨灘以外の海域で低下傾向にあった．大阪湾西部と東部での低下率は，それぞれ備讃瀬戸の約4倍，約10倍も大きかった．基礎生産量の低下がCO2消費量の減少につながり，大阪湾西部でのpCO2上昇に寄与したと考えられる．
底層のCODは，大阪湾東部を除く全ての海域で増加傾向にあった．燧灘と播磨灘は，春季から夏季にかけて成層しており，その底層では有機物分解によって生成された貧酸素および高CO2水塊の存在が示唆されており（藤田ら，2024；Taguchi and Fujiwara, 2010），そのpCO2は上昇傾向にあると考えられる．その水塊が備讃瀬戸の底層に移流し，備讃瀬戸の表層と両灘部に輸送されるため，表層のpCO2上昇に寄与したと考えられる．
計算したCO2 fluxは全ての海域で負に増大傾向だった．燧灘，播磨灘および備讃瀬戸は，1980年代はCO2の放出域だったが，2000年代以降は吸収域に変化していた．