[보고서]북서태평양 탄소플럭스 연구

김동선

북서태평양 탄소플럭스 연구
Carbon cycles in the northwestern Pacific 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	한국해양과학기술원 Korea Institute of Ocean Science ＆ Technology
연구책임자	김동선
참여연구자	고아라 , 김경홍 , 김예원 , 조소설 , 주세종 , 전다은 , 정다혜 , 정진현 , 최유정
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2018-02
과제시작연도	2017
주관부처	해양수산부 Ministry of Oceans and Fisheries
등록번호	TRKO202000007728
과제고유번호	1525007341
사업명	한국해양과학기술원연구운영비지원
DB 구축일자	2020-07-29
키워드	탄소순환.침강입자 플럭스.해양-대기 이산화탄소 교환량.해양산성화.북서태평양.carbon cycle.particle flux.air-sea CO2 flux.ocean acidification.northwestern Pacific.
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO202000007728

초록 ▼

◎ 북서태평양 해양-대기 이산화탄소 교환량 연구
- 북서태평양 KEO정점에서 2008년부터 2013년까지 해양-대기 이산화탄소 교환량은 5년동안 모두 음의 값을 보여 대기로부터 해양으로 유입되었으며, 2009년에 가장 낮았고 2013년에 가장 높았음

- 해양-대기 이산화탄소 교환량이 2008년부터 2013년까지 뚜렷한 연간변화를 나타내지 않았으며, 해양-대기 이산화탄소 교환량이 2008년부터 2013년까지 뚜렷한 연간변화를 보이지 않은 것으로 보아, 북서태평양에서 기후변화가 해양-대기 이산화탄소 교환량의 연변화에 미치는 영향은 미미한 것으로 판단됨.

◎ 북서태평양 침강입자 플럭스 연구
- 북서태평양 정점 F1에서 침강입자 플럭스는 2007년부터 2011년까지 뚜렷한 변화를 보이지 않다가, 2011년부터 2014년까지 급격히 감소하는 연변화를 나타냈으며, 요인분석 (Factor analysis) 결과, 북서태평양에서 2007년부터 2014년까지 침강입자 플럭스 변화는 PDO (Pacific Decadal Oscillation)와 ENSO (El Nino Southern Oscillation)의 영향을 가장 많이 받았음.

- 북서태평양 정점 F2에서 침강입자 플럭스는 2009년부터 2014년까지 주로 여름만에 뚜렷한 연간 감소를 보였는데, 이것은 표층 수온이 증가하여 표층혼합층 깊이가 얕아져서 심층에서 표층으로 인산염 공급이 감소해서, 질소고정 박테리아 생산력이 감소한 결과인 것으로 생각되며, 결국 지구온난화에 의한 수온 상승이 유기탄소 플럭스를 감소시켰음

(출처 : 초록 3p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results of the Study
1. Sea-air CO₂ flux changes by the climate change in the northwestern Pacific
Sea-air CO₂ fluxes were the highest in 2013 and the lowest in 2009, with negatives values from 2008 to 2013 in the KEO station of the northwestern pacific, indicating that the northwestern Pacific acted as the sink of the atmospheric CO₂. It showed little annual variations from 2008 to 2013, implying that the climate changes had not considerably influenced on the sea-air CO₂ flux in the northwestern Pacific.

2. Particle flux changes by the climate change in the northwestern Pacific
Particle flux showed little annual variations in the F1 station of the northwestern Pacific from 2007 to 2011, but it had rapidly decreased from 2011 to 2014. The factor analysis indicated that the annual variation of particl fluxes from 2011 to 2014 was ascribed to the effects of PDO (Pacific Decadal Oscillation) and ENSO (El Nino Southern Oscillation). Particle flux displayed a clear decrease in the F2 station of the northwestern Pacific from 2009 to 2011, specially during summer.
The summer decrease in the particle flux resulted from the reduced production of cyanobacteria, which is caused by the decrease of the phosphate supply to the surface waters due to the increase of surface temperature. Consequently, the increase of surface temperature by the global warming has resulted in the annual decrease of the sinking particle flux in the northwestern Pacific

(출처 : SUMMARY 7p)

목차 Contents

표지 ... 1
제 출 문 ... 2
보고서 초록 ... 3
요 약 문 ... 4
S U M M A R Y ... 6
목차 ... 8
C O N T E N T S ... 9
제 1 장 서 론 ... 10
제1절 연구개발의 필요성 ... 10
제2절 연구개발 목표 및 내용 ... 11
제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 13
제1절 국내 연구동향 ... 13
제2절 국외 연구동향 ... 13
제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 15
제1절 북서태평양에서 기후변화에 따른 해양-대기 이산화탄소 교환량 변화 연구 ... 15
제2절 북서태평양에서 기후변화에 따른 침강입자 플럭스 변화 연구 ... 27
제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 60
제1절 연구개발목표 달성도 ... 60
제2절 대외기여도 ... 63
제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 64
제 6 장 참고문헌 ... 65
끝페이지 ... 72

표/그림 (16)

표 Surface pCO2 distribution in the northwestern Pacific during 2015 summer
표 Sea-air CO2 difference (△fCO2), sea-air CO2 flux, and wind speed in the northwestern Pacific during 2015 summer
표 Surface pCO2 distribution in the northwestern Pacific during 2016 autumn
표 Sea-air CO2 difference (△fCO2), sea-air CO2 flux, and wind speed in the northwestern Pacific during 2016 autumn
표 Surface pCO2 distribution in the northwestern Pacific during 2017 autumn/winter
표 Sea-air CO2 difference (△fCO2), sea-air CO2 flux, and wind speed in the northwestern Pacific during 2017 autumn/winter
표 Temporal evolution of surface fCO2, temperature, and salinity in the KEO station of the northwestern Pacific from August 2007 to June 2014
표 Annual variation of the sea-air CO2 flux in the KEO station of the northwestern Pacific from 2008 to 2013
표 (a) Mean surface water properties for the 2007-2014 and (b) meridional section of salinity along 137°E. Color shading and contour lines in a) indicate chlorophyll-a concentration (mg m-3) and sea surface temperature (°C, with an interval of 0.5°C) acquired from Aqua MODIS. The red symbols in a) are the locations where sediment traps were installed at FM1 (134.5°E and 17°N) and FM2 (136.0°E and 13.5°N) stations. The NEC and NECC represent the North Equatorial Current and North Equatorial Countercurrent, respectively. Both the color shading and contour lines in b) represent the salinity distribution in January 2014. The salinity data were provided by the Japan Meteorological Agency and an inset figure shows the stations covered along 137°E
표 Chemical analysis results of sediment trap samples collected at FM1 station (a: total mass flux, SPFTM; b: particulate organic carbon flux, SPFPOC; c: CaCO3 flux, SPFPIC; d: biogenic opal flux, SPFOPA). Bars (right y-axis, mg m-2 d-1) in a-d indicate observed monthly mean values. Red crosses (SPF/Avg, left y-axis) represent the ratios of these observed monthly values (SPFs) to the averages (Avg) of the entire monthly value collected in the corresponding calendar months, which can minimize the seasonal fluctuations and better show interannual variability. Note that the values in e) are in molar ratios. Background gray shading was inserted for the winter and summer months to separate the four seasons
표 Chemical analysis results of sediment trap samples collected at FM2 station. a) total mass flux (SPFTM), b) particulate organic carbon flux (SPFPOC), c) CaCO3 flux (SPFPIC), d) biogenic opal flux (SPFOPA), and e) molar ratios
표 Monthly variations in a) total mass flux (SPFTM, mg m-2 d-1), b) chlorophyll-a (mg m-3), c) δ15N (‰), d) sea surface temperature (SST, °C), e) wind speed (m s-1), and f) mixed layer depth (MLD, m) at FM1 station. Red circles and horizontal bars indicate the mean and median values for the study period, respectively. The edges of the boxes are the 25th and 75th percentiles. Red crosses are outliers. Some of outliers are not even included in the y-axis range
표 Correlation table among variables used for factor analysis at FM1 station. SPFTM, ONI, PDO, NPGO, EKE, WEK, MLD, SST, and Current-U represent total mass flux, Oceanic Niño Index, Pacific Decadal Oscillation, North Pacific Gyre Oscillation, eddy kinetic energy, vertical Ekman velocity, mixed layer depth, sea surface temperature, and zonal component of current, respectively
표 Interannual variations in a) total mass flux (SPFTM, mg m-2 d-1), b) chlorophyll-a (Chl-a, mg m-3), c) eddy kinetic energy (EKE, cm2 s-2), d) vertical Ekman velocity (WEK, myr-1), e) mixed layer depth (MLD, m), f) sea surface temperature (SST, °C), and g) the zonal component of current (current-U, cm s-1) for each season at FM1 station. First to fourth columns represent winter, spring, summer, and fall, respectively. Error bars indicate one standard deviation of monthly data for each season of the year. Linear regression lines are only shown for those with significant changes (p<0.05)
표 Results of factor analysis for annual, winter, spring, summer and fall season data at FM1 station. SPFTM, ONI, PDO, NPGO, EKE, WEK, MLD, SST, Current-U represent total mass flux, Oceanic Niño Index, Pacific Decadal Oscillation, North Pacific Gyre Oscillation, eddy kinetic energy, vertical Ekman velocity, mixed layer depth, sea surface temperature, and zonal component of current, respectively
표 Vertical profiles of a) salinity (psu), b) sea surface temperature (SST, °C), and c) potential density anomaly (σθ, kg m-3) for every January from 2008 to 2014. The data were collected at 137°E and 17°N by the Japan Meteorological Agency

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