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J-GLOBAL ID：201702289180173773   整理番号：17A1054759

海洋への粒子乾性窒素沈降の観測とモデルベースでの推定

Observation- and model-based estimates of particulate dry nitrogen deposition to the oceans

著者 (21件)： BAKER Alex R. (Univ. East Anglia, Norwich, GBR) ,  KANAKIDOU Maria (Univ. Crete, Heraklion, GRC) ,  ALTIERI Katye E. (Univ. Cape Town, Cape Town, ZAF) ,  DASKALAKIS Nikos (Univ. Crete, Heraklion, GRC) ,  OKIN Gregory S. (Univ. California at Los Angeles, CA, USA) ,  MYRIOKEFALITAKIS Stelios (Univ. Crete, Heraklion, GRC) ,  MYRIOKEFALITAKIS Stelios (Univ. Utrecht, Utrecht, NLD) ,  DENTENER Frank (Joint Res. Centre, European Commission, Ispra, ITA) ,  UEMATSU Mitsuo (Univ. Tokyo, Chiba, JPN) ,  SARIN Manmohan M. (Physical Res. Lab., Ahmedabad, IND) ,  DUCE Robert A. (Texas A&M Univ., TX, USA) ,  GALLOWAY James N. (Univ. Virginia, VA, USA) ,  KEENE William C. (Univ. Virginia, VA, USA) ,  SINGH Arvind (Physical Res. Lab., Ahmedabad, IND) ,  ZAMORA Lauren (NASA, MD, USA) ,  ZAMORA Lauren (Univ. Maryland, MD, USA) ,  LAMARQUE Jean-Francois (National Center for Atmospheric Res., CO, USA) ,  HSU Shih-Chieh (Res. Center for Environmental Changes, Academia Sinica, Taipei, TWN) ,  ROHEKAR Shital S. (Univ. East Anglia, Norwich, GBR) ,  ROHEKAR Shital S. (Univ. Hertfordshire, Hatfield, GBR) ,  PROSPERO Joseph M. (Univ. Miami, FL, USA)
資料名： Atmospheric Chemistry and Physics (Web)  (Atmospheric Chemistry and Physics (Web))
巻： 17  号： 13  ページ： 8189-8210 (WEB ONLY)  発行年： 2017年07月 
JST資料番号： U7039A  ISSN： 1680-7316  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 大気中への人為起源窒素(N)排出は外洋表層水へ硝酸塩(NO₃^-)とアンモニウム(NH₄⁺)の沈降を有意に増加させ,海洋生産性と全球炭素循環に影響を与えている。海洋への窒素沈降の影響に関する全球規模での理解は,窒素排出,大気化学,輸送,沈降のモデルを生成,検証する我々の能力に依存している。本研究において,1995~2012に船上にて採取されたエアロゾルNO₃^-とNH₄⁺濃度の約2900の観測結果を用いて,外洋におけるモデル化窒素濃度と沈降量を評価した。3つの海域(東部熱帯北大西洋,北部インド洋,北西太平洋)を選択し,この海域において,観測データの密度と分布がモデルデータと比較するに十分であると考えられた。これらの研究海域の全ては鉱物ダストの輸送と沈降の影響を受けており,鉱物ダストは,鉱物表面に窒素酸化物(NO_x)を取り込み,窒素の沈降を変化させる。海洋への大気からの窒素沈降効果の評価は大気化学輸送モデルに沈降フラックスデータを必要とする;しかしながら,これらのフラックスは海洋において測定できない。ACCMIP(大気化学と気候モデル相互比較計画)のようなモデル化研究は,唯一沈降フラックスを報告しているが,乾性沈降に対する検証は非常に困難である。ここでは,有効な観測データを5°×5°グリッドで平均化し,酸化窒素化学種(NO_y)と還元窒素化学種(NH_x)のACCMIP乾性沈降フラックス(ModDep)と比較し,次いで,TM4(環境化学プロセスラボのトレーサモデル4)からのパラメータと比較した:NO_y,NH_x,粒子状のNO₃^-,NH₄⁺に対するModDepと粒子状NO₃^-,NH₄⁺の表層水濃度。モデルアンサンブルとして,ACCMIPはTM4よりも堅牢であることが期待され,一方,TM4は観測パラメータにより関連した特殊化されたパラメータ(NO₃^-,NH₄⁺)を評価し,それはACCMIPでは有効ではない。乾性沈降フラックス(CalDep)を乾性沈降速度の推定値を用いて観測された濃度より計算した。グリッドセルと観測データ数により重み付けして,モデル/観測比(R_A,n)を用いて,モデルの性能を評価した。3つの研究海域での比較は,TM4はNO₃^-濃度を過大評価し(R_A,n=1.4~2.9),NH₄⁺を過小評価し(R_A,n=0.5~0.7),TM4により熱帯大西洋と北部インド洋における空間分布を再現できない。インド洋におけるNH₄⁺のケースでは,この不一致はサンプリングの季節的バイアスによるものであろう。類似したパターンがModDepに対するCaldepの様々な比較において観測された(NO₃^-に対して,R_A,n=0.6~2.6,NH₄⁺に対して,0.6~3.1)。NH_x CalDep/ModDep比較に対するR_A,n値は,気相NH₃沈降の有意なフラクションがTM4とACCMIP NH_xモデルデータに取り込まれているために,NH₄⁺ CalDep/ModDep比較に対する相当する値の約2倍である。不足した観測データと濃度より求めた沈降フラックスを使用した乾性沈降速度の大きな不確実性のため,全ての比較は不十分である。これらの不確実性は,数十年間の海洋への物質フラックスの推定に関して主要な制限である。勧告は観測,モデル化,モデル-観測比較操作の変化を通した窒素沈降推定の改善をすることである。モデル化乾性沈降の検証は観測可能なエアロゾル化学種濃度に対する有効な比較を必要とし,もしもモデルデータが海洋への乾性沈降のみを報告する場合,検証は達成されない。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *乾性沈降 ,  沈着 ,  *硝酸塩 ,  *アンモニウムイオン ,  生産性 ,  *炭素循環 ,  エアロゾル ,  風塵 ,  *酸化窒素 ,  環境モデル ,  大気モデル ,  モデル ,  窒素循環 ,  生態系
準シソーラス用語： 化学輸送モデル ,  海洋エアロゾル ,  海洋生態系 ,  鉱物ダスト ,  生物生産性 ,  大気輸送モデル ,  *窒素酸化物 ,  *窒素沈降

分類 (3件)： 粒状物調査測定  (SB03060E) ,  生態系  (EE01040P) ,  水圏・生物圏の地球化学  (DD01030A)

タイトルに関連する用語 (5件)： 海洋 ,  窒素沈降 ,  観測 ,  モデルベース ,  推定