《北冰洋酸化比先前预期的更严重》

  • 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:2020-06-28
  • 尽管海洋对大气碳的吸收减缓了全球变暖,但它也显著影响了海洋化学过程,降低了pH值和碳酸盐离子浓度,增加了水、二氧化碳和碳酸氢根离子浓度。海水化学的这些变化,统称为海洋酸化,已被证明对包括软体动物、甲壳类动物、棘皮动物和硬骨鱼类在内的多种海洋生物产生了负面影响。北极预计是全球气候变化最严重的区域,放大预计将导致本世纪末地表温度升高8.3±1.9°C和夏季大量海冰损失。因此,北冰洋是全球酸化最严重的地方。在21世纪,北冰洋的二氧化碳排放量将超过大多数气候模型的预测。额外的二氧化碳会导致明显的海洋酸化。而最新的一项研究表明,北冰洋的海洋酸化可能比以前想象的还要严重。结果表明,在大气二氧化碳浓度继续增加的假设下,在21世纪,七大洋中最小的一个将比先前预计的多吸收20%的二氧化碳。这导致了海洋酸化的显著增强,特别是200米到1000米之间的海域。而这个深度范围是许多海洋生物的重要避难区。海洋酸化对建造碳酸钙骨骼和贝壳的生物产生负面影响。在足够酸性的水中,这些贝壳变得不稳定,并开始溶解。该研究结果表明,北极生物适应海洋酸化的难度将比之前预期的要大,失去这些生物很可能影响到整个北极的食物链,包括鱼类和海洋哺乳动物。利用当前气候模型模拟北冰洋碳吸收的巨大差异,发现目前模拟的北极海面密度与相关的深水形成之间紧密相关,更大的深水形成导致碳向海洋内部的运输增强,从而酸化增强。通过测量北冰洋表面密度,研究小组能够纠正模型中的偏差,并减少与未来北冰洋酸化预测相关的不确定性。
    相关论文链接: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2360-3
    (郭亚茹 编译; 张灿影 审校)

  • 原文来源:https://www.unibe.ch/news/media_news/media_relations_e/media_releases/2020/media_releases_2020/arctic_ocean_acidification_worse_than_previously_expected/index_eng.html
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    • 气候变化在北极地区最为明显。北冰洋面积不到地球表面的3%,似乎对低纬度海洋的异常情况相当敏感。考虑到这一点,科研人员有必要阐明北极气候变化的部分原因是由大西洋和太平洋的海水异常(与正常情况不同)流入所导致的,这被称之为北冰洋化过程。尽管北极通常被视为一个统一受气候变化影响的系统,但北极的美亚盆地(受太平洋水域影响)和欧亚盆地(受大西洋水域影响)对气候变化的响应往往不同。自19世纪末第一次测量温度和盐度以来,在北冰洋表面漂浮着比咸水还轻的冷而淡的水,这层淡水阻止了深层的暖水融化海冰。在欧亚盆地,这种情况正在发生。暖而咸的水的涌入破坏了水体的稳定性,使其更容易发生垂向混合。冷而淡的上层海洋的稳定性正在减弱,海冰变得更容易受到来自海洋深处的热量的影响。随着混合增强和海冰的融化,这个过程会加速。深层营养丰富的水到达海表面时,海洋的生物生产力变得更高。相比之下,随着暖而淡的太平洋水的增加,以及海冰融化和河水积聚等局部过程,使得北极的美亚地区的表层和深层之间的分离更加明显。表层淡水的增加抑制了垂向混合过程和营养物质向海表的输运,从而使该地区的生产力降低。另外,研究者还探讨了这些物理变化如何影响北极系统的其他方面,包括化学成分和生物群落。在一些地区,融化的海冰让更多的太阳光进入海洋,食物链底部的有机体正在变得更有生产力。许多来自亚北极地区的海洋生物正在向北移动,在某些情况下,它们取代了当地的北极物种。这些变化改变了我们预测天气、洋流和海冰行为的能力,对北极居民、渔业、旅游业和航海业都有重大影响。 相关论文链接: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2020.00491/full (郭亚茹 编译; 张灿影 审校)
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    • 哥德堡大学的研究人员最新研究表明:1994年至2020年,气候变化推动北冰洋十年快速酸化,气候变化正在导致北冰洋的海冰融化,当极地海洋失去海冰的覆盖时,海水中二氧化碳吸收会增加,破坏海洋食物网。该项研究近期发表在《科学》(Science)杂志上。 研究亮点1:北冰洋酸化加剧 在北冰洋进行pH值测量最早起源于1994年,在过去30年中测得的pH值约为0.1。研究人员估算,如果大气中的二氧化碳水平继续像现在一样上升,到本世纪末,北冰洋海水pH值将进一步下降0.3。由于海水化学成分的变化,融化的海冰中更多的淡水也会进一步吸收大气中的二氧化碳,从而产生更强的酸化效应。海冰覆盖率的降低是加剧极地海洋酸化的一个重要因素。 研究亮点2:海蝶将受到影响 研究人员注意到,海洋酸化会影响极地海洋的海洋生物。吸收二氧化碳的浮游植物正在从气候变化中受益。然而,对于其他物种(如海蝶)来说,则面临更多挑战。海蝶是一种捕食性海螺,它们有由钙和碳酸盐离子形成的文石外壳。研究考察测得海洋中的文石饱和度越来越低,导致这些生物无法形成外壳。海蝶是一个关键物种,也是许多鲸鱼的重要主食,这些鲸鱼通常会迁徙到北冰洋觅食,因此会鲸类物种可能会受到影响。(李亚清 编译)