Netsu Sokutei, 34 (2), p. 68, (2007)

地球システムにおけるグローバル物質循環 - 炭素循環と気候変動 -

Global Mass Circulation in Earth System - Carbon Cycle and Climate Change -

地球システムは,大気圏,水圏,生物圏,地圏,人間圏というリザーバー(ボックス)からなっている。これらのリザーバー間では,物質とエネルギーの循環がなされている。長期的には,これらのリザーバーは定常状態にある。しかしながら,短期的には,地質現象(火山活動など)と人間活動(人間活動によるCO2の排出など)によって,リザーバー中の元素の量と濃度が大きな影響を受けている。例えば,過去250年間,人間活動のCO2排出により大気中のCO2濃度が上昇してきた。多ボックスモデル(線形と擬線形モデル)に基づくグローバル地球化学サイクルシミュレーションは,過去及び将来の大気中のCO2濃度と気候(大気温など)の変化を明らかにするための有効な方法である。ここでは,過去(108年間,6.0×106年間,120年間)の大気中のCO2と気温の変化に関するこれまでになされたモデル計算結果を紹介した。計算の際の問題点(パラメータ値の確実性,仮定)について言及した。
Earth system is composed of several reservoirs (boxes) such as atmosphere, hydrosphere, biosphere, geosphere and humans. Mass and energy circulations are occurring between these reservoirs. In long-term period, the steady state conditions are attained. However, in a short-term period, geologic events (e.g., volcanic activity) and humans activity (e.g., anthropogenic CO2 emission to atmosphere) largely influence the amount and concentration of elements in reservoirs. For example, atmospheric CO2 concentration has been increasing during the last 250 years due to the anthropogenic CO2 emission. Global geochemical cycle simulations based on multi box model (linear and pseudononlinear model) are useful to clarify the changes in atmospheric CO2 concentration and climate (e.g., atmospheric temperature) during the past and in the future. In this paper, the results of previous model calculations on those CO2 and temperature changes during the past (e.g., 108 years, 6.0×106 years, and 120 years) are given. The unsolved problems on the calculations (the uncertainty of parameters, assumptions on the calculations etc.) are cited.