NASAは地球の最近の記録的な二酸化炭素スパイクの原因を特定します
2017年10月13日 以下自動翻訳
新しいNASAの研究は、地球の熱帯地域が少なくとも2、000年で見られた大気中の二酸化炭素濃度の最大の年間増加の原因であったという宇宙ベースの証拠を提供します。
科学者たちは、記録上最大のエルニーニョの1つである2015-16年のエルニーニョが原因であると疑っていましたが、正確にはどのように進行中の研究の対象となってきました。NASAの軌道上炭素観測衛星2（OCO-2）衛星からの最初の28か月のデータを分析すると、研究者は、南アメリカ、アフリカ、インドネシアの熱帯地域で発生したエルニーニョ関連の熱と干ばつの影響が、世界の二酸化炭素。調査結果は、OCO-2データに基づく5つの研究論文のコレクションの一部としてジャーナルScienceFridayに公開されています。
「これらの3つの熱帯地域は、2011年よりも2.5ギガトン多くの炭素を大気中に放出しました」と、この研究の筆頭著者であるカリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所（JPL）のJunjieLiu氏は述べています。「私たちの分析によると、この余分な二酸化炭素は、2011年と2015-16年のピーク年の間の大気中の二酸化炭素の成長率の違いを説明しています。OCO-2データにより、エルニーニョ年の間に個々の地域の土地と大気の間の炭素の正味の交換がどのように影響を受けるかを定量化することができました。」ギガトンは10億トンです。
2015年と2016年に、OCO-2は、これらの観測に先立つ近年に見られた平均増加よりも50パーセント大きい大気中の二酸化炭素の増加を記録しました。これらの測定値は、米国海洋大気庁（NOAA）によって行われた測定値と一致しています。その増加は、年間約3 ppmの二酸化炭素、つまり6.3ギガトンの炭素でした。近年、年間平均増加量は、年間二酸化炭素が2 ppm、つまり4ギガトンに近づいています。これらの記録的な増加は、2015-16年の人間活動からの排出量が、中部および東部の熱帯太平洋における海洋循環の周期的な温暖化パターンであるエルニーニョ以前とほぼ同じであると推定されているにもかかわらず発生しました。世界中の天気に影響を与えます。
Liuのチームは、OCO-2データを使用して、地球の陸域が記録的な大気中の二酸化炭素濃度の増加にどのように貢献したかを分析しました。彼らは、エルニーニョにより、2015年にすべての陸域から大気に放出された炭素の総量が3ギガトン増加したことを発見しました。その量の約80％、つまり2.5ギガトンの炭素は、南アメリカ、アフリカ、インドネシアの熱帯林で発生する自然のプロセスに由来し、各地域がほぼ同じ量を占めています。
チームは、宇宙航空研究開発機構の温室効果ガス観測衛星（GOSAT）の二酸化炭素データを使用して、2015年の調査結果を基準年（2011年）の調査結果と比較しました。2011年には、3つの熱帯地域の天候は正常であり、それらによって吸収および放出される炭素の量はバランスが取れていました。
「これらの地域の炭素循環がエルニーニョにどのように反応したかを理解することで、科学者は炭素循環モデルを改善できるようになります。これにより、地球が将来同様の条件にどのように反応するかについての予測が改善されるはずです」とOCO-2副プロジェクト科学者アンマリーは述べています。 JPLの長老。「チームの調査結果は、前回のエルニーニョのように、将来の気候が多かれ少なかれ干ばつをもたらす場合、より多くの二酸化炭素が大気中に残り、地球をさらに暖める傾向につながる可能性があることを示唆しています。」
3つの熱帯地域はそれぞれほぼ同じ量の二酸化炭素を大気中に放出しましたが、チームはエルニーニョの影響を受けた気温と降雨量の変化が地域ごとに異なり、自然の炭素循環の反応が異なることを発見しました。Liuは、OCO-2データを他の衛星データと組み合わせて、各熱帯地域の応答を引き起こしている自然過程の詳細を理解しました。
アマゾンの熱帯雨林を含む東部および南東部の熱帯南アメリカでは、エルニーニョによって引き起こされた深刻な干ばつにより、2015年は過去30年間で最も乾燥した年になりました。気温も通常より高かった。これらのより乾燥したより高温の条件は、植生にストレスを与え、光合成を減少させました。これは、樹木や植物が大気から吸収する炭素が少ないことを意味します。その効果は、大気中に放出される炭素の正味量を増やすことでした。
対照的に、熱帯アフリカの降雨量は、衛星測定と雨量計データを組み合わせた降水量分析に基づいて通常のレベルでしたが、生態系は通常よりも高温に耐えました。枯れ木や植物はさらに分解し、その結果、より多くの炭素が大気中に放出されます。一方、熱帯アジアは過去30年間で2番目に乾燥した年でした。主にインドネシアからの炭素放出の増加は、主に泥炭と森林火災の増加によるものでした。これも衛星機器で測定されました。
「エルニーニョがこれらの変動の1つの要因であることはわかっていましたが、これまで、これらの地域の規模で、最も重要なプロセスが何であるかを理解していませんでした」とEldering氏は述べています。「OCO-2の地理的範囲とデータ密度により、各地域を個別に調査することができます。」
フォートコリンズにあるコロラド州立大学の大気科学の教授であり、この研究に参加しなかったOCO-2科学チームのメンバーであるスコットデニングは、科学者は何十年もの間、エルニーノが熱帯林の生産性に影響を与えることを知っていたため、 、大気中の二酸化炭素に対する森林の正味の寄与について、研究者はその影響を直接観察したことはほとんどありません。
「OCO-2は、干ばつと熱が熱帯林に与える影響を理解するための2つの革新的な新しい方法を提供してくれました。1日に数千回、これらの地域の二酸化炭素を直接測定します。樹木自体のクロロフィルからの蛍光を検出することにより、光合成の速度を感知します」とデニングは述べています。「これらのデータを使用して、熱帯林の反応が気候変動を悪化させる可能性があるかどうかについての理解をテストすることができます。」
地球の大気中の二酸化炭素濃度は絶えず変化しています。植物が成長して死ぬにつれて季節ごとに変化し、冬は濃度が高く、夏は濃度が低くなります。年間平均大気中二酸化炭素濃度は、1800年代初頭、つまり広範な産業革命の始まり以来、一般的に年々増加しています。それ以前は、地球の大気には、二酸化炭素の形で約595ギガトンの炭素が自然に含まれていました。現在、その数は850ギガトンです。
大気中の二酸化炭素レベルの年間増加と季節サイクルの大きさは、地球の大気、海洋、および陸の間の微妙なバランスによって決定されます。毎年、海、植物、樹木が二酸化炭素を吸収して放出します。人間の活動の結果として大気中に放出される炭素の量も毎年変化します。平均して、地球の陸と海は人間の排出物から放出される二酸化炭素の約半分を取り除き、残りの半分は大気中濃度の増加につながります。自然のプロセスが大気、海洋、陸の間の二酸化炭素の交換に責任がありますが、毎年異なります。ある年には、自然のプロセスは人間の排出物のわずか20％を除去しますが、他の年には80％ものスクラブを行います。
2014年に打ち上げられたOCO-2は、この重要な温室効果ガス（気候変動の主要な人為的推進力）が地域の地球システムをどのように移動するかを理解するために必要な解像度、精度、カバレッジで大気中の二酸化炭素の世界的な測定値を収集しますスケール、およびそれが時間とともにどのように変化するか。OCO-2は、宇宙の見晴らしの良い場所から、世界中で毎日約100,000回の大気中二酸化炭素の測定を行うことができます。
劉研究に関与する機関にはJPLが含まれます。コロラド州ボルダーにある国立大気研究センター。トロント大学; コロラド州立大学; カリフォルニア工科大学パサデナ校。テンペのアリゾナ州立大学。
NASAの軌道上炭素観測衛星2ミッションの詳細については、次のWebサイトをご覧ください。
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