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気候:陸上炭素シンクへのオゾンの影響を介して生じる気候変化への間接的な放射強制力

Nature 448, 7155 doi: 10.1038/nature06059

21世紀に起こる地球の気候変化は、人為的に排出された二酸化炭素が、海洋と陸地の炭素循環によって大気から除去される速さに依存する。気候と炭素循環の結合モデルから、地球温暖化が陸上炭素シンクを制限するように働く可能性が示唆されているが、第一世代のこの種のモデルでは、大気の化学的性質の変化の影響が無視されていた。化石燃料とバイオマスの燃焼に伴う排出によって、全球で平均した対流圏オゾン濃度はほぼ2倍になったが、これは21世紀を通じてさらに上昇すると予測されている。対流圏オゾンは、植物に損傷を与え、その一次生産力と作物収穫量を減らすことが知られているが、大気中の二酸化炭素濃度の増加は植物の一次生産力を活発化させると考えられている。二酸化炭素濃度とオゾン濃度の上昇はどちらも気孔閉鎖につながる可能性があり、それにより二酸化炭素ガスとオゾンガスの吸収が減って、オゾンの悪影響が抑制されるとともに、二酸化炭素による光合成生産増大が制限される。本論文では、オゾンの蓄積が光合成に与える影響を取り入れ、気孔閉鎖を介したオゾンと二酸化炭素の相互的影響を考慮するように変更を加えた全球的な陸上炭素循環モデルを用いて、オゾン濃度の予測される変化が陸上炭素シンクに与える影響を見積もった。野外操作実験に基づいた感度パラメーターの範囲では、オゾン濃度の増大が植物の生産力に影響を及ぼすため、全球の陸上炭素シンクが大幅に抑制されることが見いだされた。その結果として、より多くの二酸化炭素が大気中に蓄積する。これらから、オゾンが植物に及ぼす影響に起因する間接的な放射強制力は、対流圏オゾンの増加に起因する直接的な放射強制力よりも地球温暖化を促進する可能性が示唆される。

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