海水中のCO2を測定する通常の方法は、海水とCO2を同じ濃度にした空気中のCO2を測定します。この方法は、空気中のCO2を正確に測定するために数本のガスボンベを必要とし、観測装置自体も大きくなります（写真1）。これでは、ブイに入れて観測するには不都合ですし、機器の費用も高くなってしまいます。 写真1　一般的な海水中CO2測定装置 海洋表層二酸化炭素センサーでは、小型で安価な測定法としてガス透過膜を介して海水とpH指示薬溶液（内部液）を接触させるCO2平衡器を利用します。海水のCO2濃度が高い場合、ガス透過膜を通して海水から内部液にCO2が溶け込み、内部液でCO2が炭酸となり、内部液の水素イオン濃度を増加させpHを下げます。逆に、海水中のCO2濃度が低い場合、内部液からCO2が海水に溶け込み内部液の水素イオン濃度を減少させpHを上げます。海水とCO2が同じ濃度になった内部液のpHを分光学的手法（色素法）で高精度に測定することにより、海水中のCO2を計算することが可能となります（図1）。 図1　二酸化炭素センサーの測定原理と主な構成装置