昭和基地における大気中CO2の炭素同位体比δC-13と酸素同位体比δO-18の変化

Abstract

1986年から南極昭和基地において大気中CO2の安定同位体比の観測が行われてきた。δC-13の季節変化の振幅は平均0.04パーミルで非常に小さく、秋に最高値、春に最低値を示した。CO2濃度の季節変化との比較から植物圏や海洋との交換および化石燃料消費の影響を受けた大気が、季節に依存する輸送過程を通して昭和基地に運ばれてくることによりCO2濃度の季節変化を生じていることが示唆された。1986年から1990年の間の平均的なδC-13の増加率は、約-0.02パーミル/年であった。δC-13の経年的な減少はCO2濃度の増加率が大きいときに著しかった。CO2濃度の経年変化との比較からCO2濃度の経年変化に重畳したアノマリーは、炭素循環における大気-生物圏間の交換の不均衡によって生じていることが示唆された。大気中CO2のδO-18は、冬に最低値、夏に最高値を持つ顕著な季節変化を示した。この変化についても季節に依存する大気輸送過程が関係している可能性が示唆された。

Measurements of stable isotopic ratios of atmospheric CO2 have been made at Syowa Station, Antarctica since 1986. The average peak-to-peak amplitude of the seasonal cycle of delta C-13 was about 0.04 per-mil with the maximum in autumn and the minimum in spring. From comparison with the seasonal cycle of the CO2 concentration, it was speculated that air with high CO2 concentration influenced by exchange between the atmosphere and the biosphere and/or combustion of fossil fuel arrives at the station from late fall to early spring, while oceanic origin air with low CO2 is transported from late spring to summer. The average increase rate of delta C-13 of atmospheric CO2 between 1986 and 1990 was about -0.02 per-mil/year. Inter-annual variations of delta C-13, superimposed on the long-term trend, were also seen. These were approximately opposite in phase to those of the CO2 concentration. The comparison of both inter-annual variations suggests that the principal cause could be an imbalance in the CO2 exchange between the atmosphere and the biosphere. On the other hand, delta O-18 of atmospheric CO2 showed a clear seasonal cycle with the maximum in summer and minimum in winter, which may also be related to the seasonally-dependent atmospheric transport.