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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。 资料来源:Reinhard Dirscherl / Alamy Stock Photo。
客人的帖子
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。

我们发现海洋表面的温度明显低于几米深的海水,导致净吸收量比以前认为的要大得多。

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?

净碳汇

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。

海洋从大气中吸收二氧化碳是因为,随着大气浓度的增加,更多的二氧化碳溶解在地表水中。这些水可能会混合在一起,或者在冷却时下沉到深海中,在那里被吸收的二氧化碳可以被锁住数百年,因为它会缓慢地穿过深海内部回到大气中。

但海洋并不总是是碳汇。

之前工业时代,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。

虽然海洋捕捉和储存碳的能力有助于减缓大气中二氧化碳的积累——从而减缓全球变暖的速度——但这是有代价的。海洋中不断增加的二氧化碳会改变海水的化学成分,这种影响被称为海洋酸化- 对海洋生物产生负面影响。

新观察

每年,全球碳预算评估追踪人类如何减少温室气体排放量。

这项评估包括计算全球二氧化碳的来源和汇,并确定大气中二氧化碳浓度的变化。

显然,要完成这一评估,就需要估算海洋下沉量,但它的重要性对总体预算的其他部分有连锁影响。

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

值得庆幸的是,随着欧洲和国际协议使这些科学家广泛使用的卫星测量更容易获得。

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。

这一知识上的进步源于我们与海洋温度、物理海洋学和卫星方面的专家密切合作。他们解释说,卫星传感器测量的是海洋表面的温度,而温度的垂直变化发生在海洋表面附近。

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,并在期刊上发表自然1992年,虽然所有这些信息都被忽略了。

我们的早先的工作专注于2010年,现在是1992-2018年,并将所有这些跨学科的知识结合在一起。我们的新研究表明,这些结果与计算有多少碳进入海洋的独立方法是一致的。

更大的海洋碳汇的含义

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。

按照惯例,海洋吸收二氧化碳的量是负的,所以降线表示海洋吸收了更多的二氧化碳。

图表显示了a) 1992-2018年全球和b)北半球和南半球的大气-海洋二氧化碳交换。颜色线表示九种不同的CO2交换插值方案,阴影表示九种方法的一个和两个标准差的平均值(粗黑线)。

图表显示了a) 1992-2018年全球和b)北半球和南半球的大气-海洋二氧化碳交换。颜色线表示九种不同的CO2交换插值方案,阴影表示九种方法的一个和两个标准差的平均值(粗黑线)。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。

答案将很难确定,但可能需要一个跨学科的方法,包括建模、卫星和船舶科学家。在计算这些新结果时,还可能需要对我们量化全球碳预算的方式进行一些修改。

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