《南极半岛西部海洋二氧化碳吸收量大幅增加 》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2019-09-23
  • 南极半岛西部正在经历地球上最迅速的气候变化,其特点是气温急剧上升,冰川覆盖面积减少,海冰融化。南大洋吸收了几乎一半的二氧化碳,二氧化碳是与气候变化有关的关键温室气体。了解气候变化如何影响南大洋吸收二氧化碳,特别是南极沿海地区(如西南极半岛),对于提高气候变化的预测至关重要。

    利用25年的观察发现,南极半岛西部的地表水对二氧化碳的吸收与海洋上层的稳定性、藻类的数量和种类有关。稳定的上层海洋为藻类提供了理想的生长条件,在光合作用过程中,藻类将表层海洋中的二氧化碳去除,并吸收大气中的二氧化碳。

    在1993~2017年,南极半岛西部海冰的变化稳定了上层海洋,导致藻类浓度增加,藻类的种类也发生变化。而这使得夏季二氧化碳吸收量也增加了近5倍的量值。研究还发现,二氧化碳的吸收趋势南北差异很大,半岛南部受气候变化影响较小,二氧化碳吸收量增长最为显著,显示出该地区气候变化的向极地发展。研究结果还显示了气候变化的反作用。科学家们假设,随着海冰的不断减少,南极半岛西部的上层海洋稳定性在未来几十年内可能会下降。一旦海冰的稳定性达到一个非常低的水平,就没有足够的海冰来阻止风驱动的上层海洋混合,或者提供足够稳定的融水。从长远来看,该过程也会导致南大洋二氧化碳吸收减少,海洋吸收二氧化碳的能力下降,可能会使更多的蓄热气体留在大气中,从而导致全球变暖。

    (郭亚茹 编译,於维樱 审校)

  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41558-019-0552-3
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    • 美国罗格斯大学主导的一项研究表明,气候变化正在改变南极半岛以西的南大洋吸收二氧化碳的能力,从长远来看,这可能会加剧气候变化。该研究结果已发表在《自然气候变化》(Nature Climate Change)期刊上。 南极半岛西部正经历着地球上最迅速的气候变化,其特点是气温急剧上升,冰川消退和海冰减少。南大洋吸收了全球海洋近一半的二氧化碳,二氧化碳是与气候变化有关的主要温室气体。 这项研究前所未有地利用了南大洋25年来的海洋测量数据,并强调该地区需要进行更多观测。研究表明,南极半岛西部地表水对二氧化碳的吸收与上层海洋的稳定性以及藻类的数量和种类有关。稳定的上层海洋为藻类提供了理想的生长条件。在光合作用过程中,藻类将海洋表面从大气中吸收的二氧化碳除去。 从1993年到2017年,南极半岛西部海冰动态的变化使上层海洋得以稳定,藻类浓度增加,藻类物种的组合发生了变化。这导致夏季二氧化碳吸收增加了近五倍。该研究还发现二氧化碳吸收趋势存在强烈的南北差异。迄今为止,半岛南部受气候变化影响较小,但二氧化碳吸收量增幅最大。 研究还发现,气候变化的影响往往与直觉相悖。科学家们推测,随着海冰持续减少,南极半岛西部海域的海洋稳定性在未来几十年可能会下降。一旦海冰达到一个极低的水平,就没有足够的海冰来阻止风驱动的上层海洋混合,或者提供足够数量的稳定融水。从长远看,这可能会降低南大洋对二氧化碳的吸收,可能会导致更多的温室气体留在大气中,从而导致全球变暖。 (冯若燕 编译) 图片源自网络
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    • 苏黎世联邦理工学院的科学家领导一个国际研究项目确定了1994~2007年间海洋吸收的人为二氧化碳排放量。并非所有在化石燃料燃烧过程中产生的二氧化碳都留在大气中从而导致全球变暖,海洋和陆地生态系统从大气中吸收了相当数量的人为二氧化碳排放量。 海洋分两步吸收二氧化碳:首先,二氧化碳溶解在表层水中。之后,海洋的翻转环流将其重新分布:洋流和混合过程将溶解的二氧化碳从表层输送到海洋的内部,并随着时间的推移积累起来。 这种翻转环流是海洋二氧化碳吸收的驱动力。如果没有这个碳汇,我们大气中的二氧化碳浓度和人为气候变化的程度将会大大提高。 长期以来,确定海洋吸收的人为二氧化碳份额一直是气候研究人员的首要任务,研究人员发现1994~2007年间海洋从大气层中吸收了34亿吨(数十亿公吨)的人造碳。这一数字相当于在此期间所有人为排放二氧化碳的31%。 与前200年相比,海洋吸收的二氧化碳百分比保持相对稳定,但绝对数量大幅增加。这是因为只要二氧化碳的大气浓度上升,海洋的碳汇就会或多或少地按比例增强:大气中的二氧化碳越多,海洋吸收的二氧化碳越多,直到最终饱和。 虽然总体结果表明,人造二氧化碳在海洋中存在完整的碳汇,但研究人员还发现,在不同的海洋盆地中,大气二氧化碳浓度上升与所预期的吸收相差很大。例如,北大西洋在1994~2007年期间吸收的二氧化碳比预期减少了20%。“这可能归因于20世纪90年代末北大西洋经向翻转环流的减缓,而这本身极有可能是气候变化的结果。”Gruber解释道。但是,北大西洋较低的碳汇被南大西洋的大量吸收所抵消,因此整个大西洋的吸收量按预期发展。 通过减缓全球变暖的速度,人造二氧化碳的海洋汇为人类提供了一项重要的服务,但它也付出了代价:溶解在海洋中的二氧化碳使海水酸化。Gruber说:“我们的数据显示,这种酸化作用深入海洋内部,部分延伸到3000多米的深处。” 这可能对许多海洋生物造成严重后果。碳酸钙在酸化的环境中会自动溶解,对贝壳和骨骼由碳酸钙构成的贻贝和珊瑚构成威胁,海洋化学成分的变化也会影响诸如鱼类呼吸等生理过程。Gruber确信:“记录人类活动给海洋带来的化学变化是至关重要的,尤其是要了解这些变化对海洋生物的影响。” (侯颖琳 编译;於维樱 审校)