北冰洋——最先响应气候变化的海区——发生了剧烈的物理和生态变化，包括温度变暖和海冰损失增加，表层水变得更淡，表层环流改变，初级生产力提高。虽然海冰融化消除了海-气之间二氧化碳交换的屏障，但融水增加了海洋上层的层结，抑制了深层水向上输送营养物质，从而可能限制了海洋二氧化碳的吸收。全球气候变暖导致北极冰层融化，使更多的海面暴露在二氧化碳浓度更高的大气中。科学家长期以来一直怀疑这种变暖趋势会增加北冰洋水域的二氧化碳含量。而由蒙大拿大学的研究人员最新研究表示，在北冰洋加拿大盆地的大片水域中，二氧化碳含量确实正在上升，而一些地区的碳含量增长速度较慢，这表明其他过程——如生物吸收二氧化碳——抵消了预期的增长。由于观测的局限性和海冰融化的复杂性，人们对北冰洋的二氧化碳变化趋势知之甚少。海面上二氧化碳吸收或释放的方向和大小取决于二氧化碳分压（pCO2）的海气差，自这些初步评估以来，收集到了更多的海面pCO2数据，研究了季节和年际变化，并量化了多种驱动因素的相对贡献。这项研究提高了对北冰洋pCO2季节和年际变化规律的理解，这对于预测海洋碳循环对气候变化的响应至关重要。研究发现，在80°N以南的几乎无冰的加拿大盆地，海面pCO2以每年4.6± 0.5 μatm的速率大幅增加，这比任何其他海洋盆地都要快得多，几乎是其他海盆中大气CO2增加速率的两倍多。当太平洋水流向极地，由于其密度大于加拿大南部海盆的地表水密度，因此大部分海水都潜入地下区域。这一机制解释了观察到的从陆架上的低pCO2到沿搁浅区的非常狭窄的前缘斜坡的高pCO2的急剧转变。这种转变可能有利于东西向气流，而加速的海冰流失导致加拿大海盆出现更大的无冰区域。由于大气-海洋二氧化碳交换的障碍已被消除，大气中的二氧化碳可能迅速侵入地表水，由于缺乏垂直混合，大大降低了海气二氧化碳的梯度，并起到了新的海面屏障的作用，抑制了后期二氧化碳的进一步吸收。
相关论文链接：https://www.nature.com/articles/s41558-020-0784-2
（郭亚茹 编译； 张灿影 审校）
