南極海の冬季CO2放出が40%過小評価されていたことを新研究が明らかに(New Study Reveals Southern Ocean’s Winter CO2 Outgassing Underestimated by 40%)

2025-11-06 中国科学院(CAS)

中国科学院南京地理与湖泊研究所と自然資源部第二海洋研究所のチームは、南極海の冬季におけるCO₂放出量がこれまでの推定より最大40%過小評価されていたことを発見した。従来の衛星観測は日照を必要とするため極夜期のデータ欠落が課題だったが、研究では衛星LIDAR(CALIPSO)データ14年分と機械学習を統合し、初めて年間を通じた観測ベースの評価を実現した。その結果、冬季のCO₂放出が想定以上に大きく、南極海が地球炭素循環においてより動的な役割を持つことが示唆された。研究では海氷や塩分、生物活動、海面温度が支配的となる三つの「炭素循環ループ」を提案。成果はScience Advances誌に掲載され、IPCCの気候モデル精度向上にも寄与する。

<関連情報>

南極海の冬季CO2発生源は大幅に過小評価されている Substantially underestimated winter CO2 sources of the Southern Ocean

Siqi Zhang, Peng Chen, Kelsey Bisson, Cédric Jamet , […] , and Delu Pan
Science Advances  Published:5 Nov 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aea0024

南極海の冬季CO2放出が40%過小評価されていたことを新研究が明らかに(New Study Reveals Southern Ocean’s Winter CO2 Outgassing Underestimated by 40%)

Abstract

The size and control mechanism of the Southern Ocean’s carbon fluxes remain highly uncertain due to sparse winter observations. Here, we integrate satellite light detection and ranging (LIDAR) measurements with machine learning to assess the Southern Ocean air-sea CO2 fluxes between 2007 and 2020. We reveal that CO2 outgassing south of 50°S was underestimated by up to 40% in previous studies. While the midlatitude Southern Ocean (30° to 50°S) strengthens as a carbon sink, the high-latitude region (50° to 90°S) shows Southern Annular Mode (SAM)–modulated alternation between uptake and outgassing. The air-sea CO2 partial pressure difference (ΔpCO2) increasingly dominates flux variability over wind-driven transfer velocity. We propose a framework involving three latitudinal loops with differing pCO2 controls: (i) Antarctic (salinity/sea ice), (ii) polar front (atmospheric CO2/chlorophyll), and (iii) subpolar (sea surface temperature/CO2). The findings underscore the winter processes’ critical role and necessitate year-round observations to understand Southern Ocean’s global carbon cycle impact.

1702地球物理及び地球化学
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