[論文レビュー] Seawater pH and Anthropogenic Carbon Dioxide

Gerald E. Marsh|arXiv (Cornell University)|Oct 20, 2008

Ocean Acidification Effects and Responses参考文献 11被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、人為的CO2による影響で2100年までに海水のpHが0.5単位低下すると予測するロイヤル・ソサエティの2005年の予測に挑戦し、この予測が限定的なデータの不適切な線形外挿に基づいていると主張する。現在の海洋混合およびCO2-pH関係に関する理解は、このような予測を支持しないとされ、広く引用されている海洋酸性化予測の科学的根拠が疑問視されている。

ABSTRACT

In 2005, the Royal Society published a report titled "Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide". The report's principal conclusion-that average ocean pH could decrease by 0.5 units by 2100-is demonstrated here to be consistent with a linear extrapolation of very limited data. It is also shown that current understanding of ocean mixing, and of the relationship between pH and atmospheric carbon dioxide concentration, cannot justify such an extrapolation.

研究の動機と目的

• 人為的CO2濃度の上昇に伴い、2100年までに世界の海洋pHが0.5単位低下すると予測するロイヤル・ソサエティの2005年レポートの科学的妥当性を評価すること。
• 限られた歴史的pHデータの線形外挿が、長期予測を支持するものかどうかを評価すること。
• 現在の海洋混合およびCO2-pH関係に関する理解が、pH低下予測を正当化するものかどうかを検討すること。
• 主要な気候予測の方法論的基盤を疑問視することで、海洋酸性化に関する共通認識に挑戦すること。

提案手法

• ロイヤル・ソサエティの2005年レポートにおける海洋酸性化に関するデータおよび仮定を分析する。
• 希薄な歴史的pH測定値に基づく線形外挿を用いた将来のpH変化予測の使用を評価する。
• 海洋混合の物理的メカニズムと、CO2吸収およびpH変化に与える影響をレビューする。
• 既知の地球化学的原則を用いて、大気中CO2濃度と海水pHの関係を検討する。
• モデル出力の正確な解釈を保証するため、重要な方程式（式1およびA10）の誤植を特定・是正する。
• 既存の文献の批判的レビューと物理的制約を用いて、長期pH予測の信頼性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ロイヤル・ソサエティの2100年までの0.5単位のpH低下予測は、利用可能なデータの科学的外挿に基づいているのか？
• RQ2 限られた歴史的データの線形外挿を用いて、大気中CO2と海水pHの関係を信頼性を持ってモデル化できるのか？
• RQ3 現在の海洋混合ダイナミクスの理解は、長期にわたり一様または予測可能なpH変化を支持するのか？
• RQ4 CO2排出と海水pH変化を結ぶ物理的・化学的メカニズムが、長期予測で十分に反映されているのか？
• RQ5 誤ったデータ外挿の影響が、海洋化学に関する気候変動予測の信頼性に与える影響は何か？

主な発見

• ロイヤル・ソサエティの2005年レポートで示された2100年までの0.5単位のpH低下予測は、極めて限定的なデータの線形外挿に起因しており、科学的に正当化されていないことが示された。
• 本論文は、2つの重要な方程式（式1およびA10）に誤植を特定・是正し、モデル出力の解釈に影響を与えた。
• 現在の海洋混合プロセスに関する理解は、長期にわたり一様または予測可能なpH変化を支持しない。
• 大気中CO2濃度と海水pHの関係は、単純な線形モデルが示唆するよりも複雑であり、数世紀にわたって信頼性を持って外挿することはできない。
• データ外挿の方法論的および物理的不整合のため、広く引用されている0.5単位のpH低下予測の科学的根拠が疑問視された。
• 本研究は、ロイヤル・ソサエティの予測が十分な実証的および理論的根拠を欠いており、信頼できる科学的予測とは言えないという結論に至った。