Распределение рН в Японском море определяется динамикой газообмена на границе вода-атмосфера, биологическими процессами фотосинтеза и деструкции органического вещества, термодинамическими условиями (температурой, соленость, давлением) в толще вод, гидрохимическим взаимодействием морских и материковых вод, а также взаимодействием донных отложений с морской водой.

Вертикальное распределение рН в Японском море зависит от гидрологической структуры вод, существенно изменяющейся в пространстве и во времени. Сезонные колебания гидрологических параметров в Японском море достоверно выделяются только до горизонтов 300-500 м. В процессе осенне-зимней конвекции, которая достаточно интенсивно идет в пределах всего моря, происходит поступление газов в его деятельный слой. В это время осуществляется также вынос биогенных веществ на поверхности моря.

Максимальные значения рН на акватории Японского моря выделяются на поверхности и в фотосинтетическом слое. Затем, по мере роста глубин, наблюдается их уменьшение.

На акватории к северу от полярного фронта (в собственных водах Японского моря) на профилях вертикального распределения рН довольно уверенно выделяется только подповерхностный максимум. Причем в северной части рассматриваемой акватории он выражен довольно слабо и только в летний период. Это объясняется тем, что здесь наиболее поздно происходит разрушение льда. Поэтому увеличение численности фитопланктона в подповерхностном слое, как правило, отмечается летом.

Максимумы на профилях вертикального распределения рН, связанные с фотосинтетической деятельностью фитопланктона в северной части Японского моря, наблюдаются (в зависимости от сезона) до горизонтов 50-100 м. Наиболее близко к поверхности влияние фотосинтеза проявляется в северной части Татарского пролива. Причина этого – тонкий прогретый и распресненный ВКС, а также максимальные вертикальные градиенты плотности в сезонном пикноклине, которые препятствуют вертикальному перемешиванию вод поверхностного и подповерхностного горизонтов. В слое вод ограниченном горизонтом положения ядра подповерхностного максимума и нижней границей фотического слоя, вертикальные градиенты рН максимальны.

На промежуточных горизонтах (в слое от 200-250 до 500-600 м) вертикальные градиенты рН остаются сравнимыми с градиентами на подповерхностных горизонтах (ниже фотического слоя).

Сезонные изменения рН в верхнем фотическом слое главным образом зависят от ряда основополагающих факторов: фотосинтетической деятельности фитопланктона (образование органического вещества); растворение карбонатов и удаления СО2  (повышает рН морской воды); микробиологического разложения органического вещества; изъятия карбонатов и добавления СО2  (понижает рН); пространственного распределения температуры воды, лимитирующей поглощение СО2  из атмосферы или способствующей его удалению (уменьшение температуры воды приводит к увеличению рН); изменения давления (его повышение приводит к уменьшению рН). В прибрежных областях моря аномальное распределение рН зависит от химического состава вод речного стока.

В западной части Татарского пролива, которая занята собственными водами Японского моря, максимальные значения рН в пределах деятельного слоя отмечаются в марте-апреле. В это время года максимальные значения рН (около 8,3) наблюдаются на поверхности моря (рис. 10), а по мере роста глубин они уменьшаются и на горизонте 100 м не превышают 8,17. В марте-апреле в средней части Татарского пролива складываются благоприятные условия для интенсивного развития фитопланктона. Продолжительность светового дня в это время значительно увеличивается, зимняя муссонная циркуляция атмосферы ослабевает и уменьшается скорость ветра. Ледяной покров либо уже разрушен, либо значительно разрежен, что не мешает вегетации фитопланктона на поверхности моря. Кроме того, слабая вертикальная плотностная стратификация вод не препятствует смешению поверхностных и подповерхностных вод, в результате чего происходит рост рН в слое 0-50 м.

Начиная с мая в западной части Татарского пролива происходит снижение значений рН (рис. 11). В слое 0-30 м этот процесс продолжается по август включительно. На горизонтах 50 и 100 м снижение значений рН заканчивается в июне. Летом за счет уменьшения концентрации биогенных веществ происходит снижение интенсивности вегетации фитопланктона, который в процессе своей жизнедеятельности потребляет углекислый газ. Дополнительным фактором, приводящим к снижению в верхнем слое моря содержания растворенного кислорода и значений рН, является деструкция органического вещества. Если весной и в начале лета максимальные значения рН отмечаются на поверхности моря, то в летний период в этой части моря они постепенно смещаются на подповерхностные горизонты (рис. 14).

Осенью происходит перестройка атмосферных процессов, что приводит к снижению температуры воздуха и воды, увеличению скорости ветра и интенсивности перемешивания верхнего слоя моря и выносу биогенных веществ на поверхностные горизонты. В результате совместного действия этих факторов, а также активизации цветения фитопланктона в рассматриваемом районе моря в фотическом слое с сентября по ноябрь выделяется следующий период повышенных значений рН с максимумом в октябре. Затем (начиная с ноября, когда на гидрологическую структуру вод начинают влиять процессы осенней конвекции) значения рН вновь снижаются. В ноябре в фотическом слое в этой части моря отмечается абсолютный минимум рН (рис. 12).

Уже в марте на акватории зал. Петра Великого и к юго-западу от него под влиянием гидрологических и биохимических факторов формируется область повышенных значений рН (до 8,25). Здесь в результате разрушения ледяного покрова и начавшегося прогрева поверхностных вод возникают благоприятные условия для интенсивного развития фитопланктона, который в процессе своей жизнедеятельности потребляет углекислый газ. Все это в конечном итоге приводит к росту значений рН в поверхностном слое вод в этом районе. В апреле отмеченные выше процессы охватывают уже всю прибрежную акваторию северной и северо-западной частей моря, где значения рН увеличиваются до 8,25-8,30.

В мае крупномасштабные особенности пространственного распределения рН аналогичны пространственным для апреля.

С июня по август на поверхности Японского моря пространственные изменения рН минимальны. Они, как правило, не превышают 0,05. Максимальные значения рН для этого периода выделяются в июле.

В сентябре-ноябре поле рН на поверхности Японского моря начинает перестраиваться к зимнему состоянию. Во-первых, увеличивается пространственный перепад значений рН, который составляет от 8,00-8,10 до 8,25. Во-вторых, все большую повторяемость приобретают значения рН, которые характерны для акваторий к северу (более низкие) и югу от полярного фронта. Особенно это заметно в ноябре в вершине Татарского пролива, где интенсивное охлаждение поверхностного слоя вод способствует поглощению  и растворению углекислого газа и как следствие существенному снижению значений рН (до 8,00-8,05).

Рассмотренные выше крупномасштабные закономерности пространственного распределения рН на поверхности Японского моря в основных чертах также сохраняются и на горизонтах 10, 20 и 30 м.

В пространственном распределении рН на горизонте 50 м выделяется одна существенная особенность. Здесь по сравнению с поверхностью Японского моря значения рН примерно на 0,03-0,05 ниже (рис. 13).

В октябре пространственное распределение рН на горизонте 50 м существенно перестраивается. Максимальные значения рН (до 8,2) наблюдаются в центральной части моря, а по мере приближения к берегам они понижаются до 8,10-8,15 (рис. 15). Наиболее вероятно, что низкие значения рН на горизонте 50 м связаны с деструкцией здесь органического вещества, которое продуцируется на вышележащих горизонтах. Косвенным подтверждением этого могут служить повышенные значения рН в слое 0-30 м [1].