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在海洋中的阳光。Socorro,墨西哥。
在海洋中的阳光。Socorro,墨西哥。 Credit: Reinhard Dirscherl / Alamy Stock Photo.
GUEST POSTS
2020年9月28日13:31

帖子:海洋吸收比以前认为更多的碳

访客作者

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09.28.20
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28.09.2020 |下午1:31
客人帖子 帖子:海洋吸收比以前认为更多的碳

海洋覆盖了70%的地球表面,并在占据大气中的二氧化碳方面发挥至关重要的作用。

估计表明,大约四分之一的二氧化碳排放量,人类活动每年都会被海洋吸收。

但是,在我们最近的自然通信纸张,我们表明海洋碳“水槽”可能更大。

We find that the very surface of the ocean tends to be markedly cooler than the water at a few metres depth, resulting in a substantially larger net uptake than previously thought.

我们的调查结果对我们正在发出的二氧化碳的会计有影响 - 即,每年由“自然”水槽每年占用的大部分CO2在哪里?

Net sink

每年,地球表面从大气层占据数十亿美元的二氧化碳。这些天然碳汇 - 海洋,植物和土壤 - 帮助缓冲人类活动的持续排放。

The ocean absorbs CO2 from the atmosphere because, as the atmospheric concentration increases, more is dissolved in the surface water. This water may then mix down, or sink as it is cooled, into the deep sea where the absorbed CO2 can stay locked up for hundreds of years as it slowly moves through the deep interior ocean and back to the atmosphere.

But the oceans have not always been a carbon sink.

Before the工业时代,海洋实际上是二氧化碳的净来源。然而,由于人道导致的排放驱动的常压CO2浓度增加正在强迫海洋现在吸收这种气体。

While the ability of the ocean to capture and store carbon has helped to slow the accumulation of atmospheric CO2 – and, hence, the pace of global warming – it has come at a cost. Increasing CO2 in the ocean alters the chemistry of seawater – an effect known as海洋酸化- 对海洋生物产生负面影响。

新观察

Each year, the全球碳预算评估追踪人类如何减少温室气体排放量。

This assessment involves calculating sources and sinks of CO2 across the world and determining the change in atmospheric CO2 concentrations.

Estimating the ocean sink is clearly needed to complete this assessment, but its importance has a knock-on impact for other parts of the overall budget.

陆地覆盖,植被,地形及其年度变化的巨大变化意味着目前非常难以准确地测量全球总落水。解决这个问题是复杂和复杂的。但是,它可以间接估计。

科学家可以计算人类造成的排放总量,并观察到这一二氧化碳留在大气中。其余的必须被陆地或海洋吸收。因此,对海洋水槽的良好估计也能够计算植被在陆地上被占用的程度。简而言之,没有进入海洋的二氧化碳,必须进入土地。

尽管如此,量化广阔的海洋吸收的碳 - 同时与土地相比,它们的变化较小 - 仍然是一个复杂的问题。它需要来自一系列来源的测量和观察,包括船舶,浮标和甚至卫星

Thankfully, satellite measurements are now becoming much easier to access as European and international agreements have made these widely available to scientists.

这种卫星有很多用途,包括海洋天气预报,因此它们保持良好。为了测量多氧化碳海水含量,情况有点不同,因为这些测量由研究人员收集,然后自愿地整理到表面海洋二氧化碳地图集(SOCAT)。

这些 - 以及其他观察结果 - 形成我们确定海洋水槽的能力的关键部分。每年增加超过一百万的新测量值。涉及全世界科学家的习惯努力。

洋洋志表和化学家一起工作

虽然以前的估计,每年将海洋沉降达到2亿吨,但我们发现它可能会较大0.8-09亿吨。在1992 - 2018年的整个27年的学习期间,这意味着全球海洋已占用670亿吨二氧化碳而不是43亿。

This advance in knowledge resulted from us working closely with specialists in sea temperature, physical oceanography and satellites. They explained that satellite sensors measure the temperature at the very surface of the ocean and that vertical changes in temperature occur near the surface.

这意味着水的表面上的温度 - 其“皮肤” - 比下面的水略微冷却。这是因为海洋被太阳加热,并且必须通过蒸发和辐射从皮肤上脱离这种热量。我们意识到这意味着它在水中的二氧化碳也会在表面附近改变,随着CO 2在水中的溶解度是高温依赖性的。

虽然温差通常很小,但它在世界上大部分海洋中系统地系统地朝着一个方向上进行系统地,导致更大的CO 2进入水。

这些温度特征在海洋学中很好地研究,他们在本科学位计划上教授这种理论,但没有人澄清过碳的全部影响。

具有讽刺意味的是,该问题已被海洋碳研究人员部分突出,并在期刊上发表性质1992年,虽然所有这些信息都被忽略了。

我们的早先的工作focused just on 2010 – and now on 1992-2018 – and brings all of this cross-disciplinary knowledge together. Our new study shows that the results are consistent with an independent method for calculating how much carbon has entered the ocean.

Implications of a larger ocean carbon sink

一个较大的海洋水槽可能意味着二氧化碳排放大于目前认为或者陆地水槽比我们目前的思考更小。

水槽似乎随着时间的推移而增加,特别是在过去的20年里,我们相信这是因为大气二氧化碳继续迅速上升,每年将更多溶解在地表水域。

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您可以在下面的图表中看到这一点,该图显示了整个世界(顶部)和北部和南半球(底部)的研究时期的海洋气氛交换。彩色线条显示不同的估计,而厚的黑线显示平均值。

Following convention, the uptake of CO2 into the ocean is shown as negative, so descending lines indicate that the ocean is absorbing more CO2.

图表显示了1992  -  2018年北部和南部半球的全球气氛 - 海洋二氧化碳交易所。彩色线条显示了CO2交换的九种插值方案,阴影表示九种方法围绕平均值(厚黑线)的一个和两标准偏差。

图表显示了1992 - 2018年北部和南部半球的全球气氛 - 海洋二氧化碳交易所。彩色线条显示了CO2交换的九种插值方案,阴影表示九种方法围绕平均值(厚黑线)的一个和两标准偏差。来源:Watson等人。(2020.)。

我们的研究结果也可能意味着海洋和土地之间的碳交换 - 包括来自亚马逊的大型河流的碳,以及我们目前认为与年度相对相似的人 - 实际上是更具变量。

答案难以确定,但可能需要涉及建模,卫星和船舶科学家的跨学科方法。占这些新结果的会计也可能涉及对我们量化全球碳预算的方式进行一些修改。

Watson,A. J.等人(2020)对海洋气氛CO2助焊的估计与海洋碳库存,自然通信一致doi:10.1038/s41467-020-18203-3

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