炭素循環の概略

(外部リンク) 気象庁「海洋の炭素循環」のページ

IPCC第5次報告書(第1部会)図6.1の情報を、第4次報告書(第1部会)図7.3の形に合わせて示す試み

流れの量(斜体字)の単位は炭素としてペタグラム(Pg)/年 つまりギガトン(Gt)/年。

たまりの量(立体字)の単位は炭素としてペタグラム(Pg) つまりギガトン(Gt)。

2000-2009年の状態を示している。 工業化前(1750年を想定)からの変化を示せる量は、 工業化前の値を黒、そこからの差を赤で示している。

第5次報告書の図に比べて、ここでは数量の不確かさの情報が省略されている。 これは望ましいことではないが、図の単純さを優先させたものである。 (かっこつきで示した数値は、第5次報告書の図では数値の区間の形で示されているところで、 この図では便宜上、区間の上下端の平均値を示したもの。複数の項目をまとめた際には項目ごとの平均値を集計した。 ほかに、「代表値±...」の形で幅が示されている量もあるが、ここでは代表値だけ引用した。)

(第4次報告書の図との数値の違いの理由は、1990年代から2000年代への実際の変化、 科学的知見の進展、収支解析の枠組みの変更などがありうる。)

IPCC第4次報告書(第1部会)図7.3

[図の説明: IPCC第4次第1部会報告書(Solomonほか, 2007)の英語から増田が仮に訳したもの。 ただし角かっこ内は増田による補足。]

図7.3。 1990年代の全球の炭素循環。 主要なフラックス(流量)を、 「GtC/yr」 [つまり年あたり炭素としての ギガトン= 10⁹ t = 10¹² kg = 10¹⁵ g] を 単位として示す。 そのうち、工業化前の「自然」のフラックスを黒で、 「人為起源の」フラックスを赤で示す。 [また、主要な貯留量を「GtC」つまり炭素ギガトンを単位として示す。] (Sarmiento and Gruber 2006をもとにし部分変更。 貯留の大きさについてはSabineほか(2004a)によって変更。)

[(2010-03-08 補足) ここで「人為起源の」フラックスとは、 「自然」の状態からの量の差を示すものであり、 人為起源の炭素を別に数えているわけではない。]

陸からの総損失 -39 GtCは、 化石燃料(fossil fuels)からの排出量の累積値から、大気中の増加量と、海への蓄積とをひくことによって推算されたものである。

「植生、土壌、枯死物」(vegetation, soil & detritus)の部分の損失 -140 GtCは、 土地利用変化(land use change)による排出量の累積値(Houghton, 2003)を表わし、 同時に陸上生態系への[累積]吸収 101 GtCがあることを想定している。 (根拠はSabineほかの文献だが、 そこで示されているのは、前者は -140から-80 GtC、 後者は 61から141 GtCという幅をもった形でであり、 そのほかの不確かさは彼らの表1に示されている。)

大気との間の人為起源の正味交換量は[IPCC第4次第1部会報告書の] 表7.1の第5列「AR4」に示されたものである。

総計されたフラックス値は一般に±20%以上の不確かさをもつが、 川(rivers)による輸送、風化(weathering)、海底への堆積などの項の見積もられた値はGtC/yrの小数点以下の値であるため、 これらを含む収支を全体として合わせるために多めの桁数をとっている項もある。 「GPP」は(陸上生態系の) 1年間の総一次生産量である。 [Respirationは呼吸である。]

大気(atmosphere)中の炭素貯留量と1750年から累積されたフラックス値は、 1994年末現在のものである。

【気象庁ウェブサイトの「海洋の炭素循環」のページに、 これと同じ図で、文字が日本語に訳されているものがあったが、 2015-07-18現在、見つからない。 IPCC第5次報告書発表以後に、上記の図に置きかえられたようだ。】

[注意] 炭素量 12 gが、二酸化炭素量 44 gに対応する。

増田・田辺(1994)の図の2001年改訂版

増田・田辺(1994)のp.99の図2は、 IPCC第1次報告書 (Houghton et al., 1990)および Sundquist (1995)から編集した図である。

[本の図の訂正] 本では「海洋表層」から「中層および深層水」に向かう矢印につけられた数値が 「5」と印刷されていますが、これは「35」であるべきものです。 (なお、下の図では「33」としました。)

これを、IPCC第3次報告書 (Houghton et al., 2001, 主に図3.1)に基づいて 改訂した(下の図)。 第4次報告書(Solomon et al., 2007)の知見に対応する改訂はまだできていない。 Solomonほかの図7.3(上の図)とはだいたい対応するが、同じでないところもある。 (下の図には貯留量の1年あたりの変化量が示されているが、 上の図には工業化以後の累積変化量が示されている。 また、海の表層(surface ocean)と中層・深層(intermediate and deep ocean)との 交換の両方向の数値が大きく違うが、正味にすればあまり違わない。)

箱の中の数値は貯蔵されている量。 単位は炭素としてペタグラム(Pg, 10¹⁵ g、10¹² kg) つまりギガトン(Gt, 10⁹ t)。 下線をつけた追加の数値は人間活動によって排出されたCO₂に 由来する部分の追加蓄積量。 矢印につけられた数値は動いている量。 単位は炭素としてペタグラム/年つまりギガトン/年。 数値のうちには不正確な推定値もある。 岩石の風化など、省略したプロセスもある。

文献

• Houghton, J.T., Jenkins, G.J. and Ephraums, J.J. eds., 1990: Climate Change: The IPCC Scientific Assessment. Cambridge University Press. [IPCC第1次第1部会報告書]
• Houghton, J.T., Ding, Y., Griggs, D.J., Noguer, M., van der Linden, P.J., Dai, X., Maskell, K. and Johnson, C.A. eds., 2001: Climate Change 2001: The Scientific Basis. Cambridge Univ. Press. [IPCC第3次第1部会報告書]
• 増田耕一, 田辺清人, 1994: 温暖化。 図説環境科学(環境情報科学センター編, 朝倉書店), 96 -- 101.
• Solomon S., Qin D., Manning M., Marquis M., Averyt K., Tignor M.M.B., Miller H.L. and Chen, Z. eds., (2007): Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Cambridge Univ. Press. PDF版がhttp://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-wg1.htmにある。 [IPCC第4次第1部会報告書]
• Stocker T.F., Qin D., Plattner G.-F., Tignor M., Allen S.K., Boschung J., Nauels A., Xia Y., Bex V. and Midgley P.M. eds., 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Cambridge University Press. PDF版がhttp://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/にある。 [IPCC第5次第1部会報告書]
• Sundquist, E.T., 1985: Geological perspectives on carbon dioxide and carbon cycle. The Carbon Cycle and Atmospheric CO₂: Natural Variation Archean to Present (Sundquist, E.T. and Broecker, W.S. eds., Geophysical Monograph 32, American Geophysical Union), 5 - 80.