Güney Okyanusu karbondioksit emiyor mu yoksa yayıyor mu?

Dünya'nın okyanus yüzeyinin yalnızca yüzde 30'unu kaplayan Güney Okyanusu, küresel iklimde çok büyük bir rol oynuyor. Okyanus akıntılarının buluşma noktasıdır ve atmosfer ile derin okyanus arasında ısı ve karbon transferi için önemli bir bağlayıcıdır. Birkaç on yıl boyunca gemilerden toplanan ölçümlere dayanarak, bilim adamları Güney Okyanusu'nun iklim değişikliğine karşı büyük bir tampon olduğu ve aşırı ısının yüzde 75'ini ve alınan insan kaynaklı karbondioksit (CO 2 ) emisyonlarının yüzde 40'ını emdiği sonucuna vardılar. küresel okyanuslar tarafından.

NOAA Pasifik'inden bir oşinograf olan Adrienne Sutton, son zamanlarda, 2014 ve 2017 yılları arasında özerk Argo yüzerleri tarafından alınan biyojeokimyasal ölçümler , Güney Okyanusunun CO 2'yi emen bir karbon "yutağı" olarak rolünün çok daha küçük olduğunu gösteriyor - belki de neredeyse hiç lavabo Gemi ve şamandıra verileri arasındaki tutarsızlığı araştıran Deniz Çevre Laboratuvarı.

"Güney Okyanusu'nun güçlü bir yutak olduğu konusunda yanılıyorsak, o zaman tüm bu karbondioksit nereye gidiyor?" Sutton sordu. "Yanıt, Dünya sisteminin iklim değişikliğine nasıl tepki verdiğini anlamak için önemlidir."

Okyanuslar, iklim değişikliğini anlamanın anahtarıdır

Okyanus ölçümleri, küresel karbon döngüsünü ve doğal okyanus ve toprağın nasıl karbon için yutak görevi gördüğünü ve atmosferdeki CO 2 konsantrasyonlarının neden olduğu iklim değişikliğine nasıl tepki verdiğini anlamanın anahtarıdır .

CO miktarının 2 bilim CO çağrı Güney Ocean, tarafından emilen ya da yayılan 2 akı, ilk olarak plankton ve diğer biyolojik işlemler tarafından tüketilmeyen yüzeyine erişen derin suda doğal karbon gaz giderme arasındaki bir dengedir ve insan aktivitesinin neden olduğu atmosferdeki artan CO 2 seviyelerinin emilimi . Bu süreçler, Güney Okyanusu boyunca daha sıcak subtropikal sulardan Antarktika çevresindeki buzlu denizlere kadar sürekli olarak, eşzamanlı olarak ve değişen yoğunluklarda meydana gelir.

Gemiye dayalı karbon akışı ölçümleriyle ilgili bir zorluk, Güney Okyanusu'nun çok büyük olması ve araştırma yolculuklarının özellikle kışın çok az ve çok uzak olmasıdır. Argo biyojeokimyasal şamandıralar, güvenli gemi operasyonları için uygun olmayan sert kış koşullarında numune alabilirken, küçük sayıları ve kısa numune alma geçmişleri göz önüne alındığında, ölçümlerinin ne kadar temsili olduğuna dair sorular vardır. Kafa karıştırıcı konular, ne kadar karbon emildiğine veya yayıldığına ilişkin hesaplamalar, bazı bölgelerdeki sonuçlara önemli belirsizlik kattığı gösterilen uydu tabanlı rüzgar ve deniz seviyesi basınç tahminlerine dayanmaktadır.

Avustralya'daki CSIRO Oceans and Atmosphere'de bir oşinograf olan ortak yazar Bronte Tilbrook, "Sonuçlarımız, Güney Okyanusu'nun dünyanın karbon bütçesini nasıl kontrol ettiğine dair belirsizlikleri ortadan kaldırmak için yıl boyunca doğrudan ölçümlere ihtiyaç olduğunu gösteriyor," dedi . "Şu anda, ihtiyacımız olan kapsama yakın hiçbir yerimiz yok."

Saildrone'un 196 günde 13.000 milden fazla yol kat ettiği yolculuk, bilim adamlarının şu anda karşılaştığı geniş veri boşluklarını kapatmaya yardımcı olabilecek bir platform için önemli bir testti.

Saildrone, yerleşik cihazlardan ve sensörlerden veri toplarken belirli bir rotada gezinmek için uzaktan kontrol edilebilen bir Vidasız Yüzey Aracı veya USV'dir. Aşırı yüksek rüzgar ve Güney Okyanusu dalgaları, rüzgar, hava basıncı ve CO toplanan ölçüm hayatta kalmak için inşa edilen bir özel olarak modifiye edilmiş Saildrone USV, 2 50 metrelik dalgalar gezinme ve hayatta kalan ise, deniz yüzeyinin ve atmosfer saatte hem bir buzdağıyla en az bir çarpışma.

Görevi tamamlamak istiyorum ikisi de - - iki meslektaşları ile Saildrone 1020 19 Ocak, 2019 tarihinde Nokta Bluff, Yeni Zelanda fırlatılan, CO toplama ve hava, mühür ve kril popülasyonları üzerindeki verilerin bir dizi iletilmesi ve seviyeleri , 2 de hava ve su.

Bilim adamları, havada ve yüzeydeki deniz suyundaki CO 2 ile birlikte rüzgar hızını doğrudan ölçerek , görev sırasında her saat okyanus ve atmosfer arasındaki CO 2 değişimini gözlemleyebildiler . Bu verileri kullanarak, CO tahmin etmek bu ölçümlerdeki potansiyel hataları yanı sıra nedeniyle diğer yaklaşımlara karşı potansiyel hataları tahmin 2 alışverişini.

Veri gösterdi rağmen okyanus hem emen ve CO yayan oldu 2 sefer süresince, gaz giderme yaygın rota üçte biri yaklaşık oluşan Antarktika Bölgesi, Hint Okyanusu sektörde geç sonbahar ve erken kış aylarında oldu.

Sutton, " 2019'da ölçtüğümüz gaz çıkışı, 2014 ve 2015'te aynı bölgede Argo biyojeokimyasal şamandıralar tarafından ölçülen gaz çıkışı kadar güçlü değildi, bu nedenle CO 2 akış koşullarının yıldan yıla oldukça değişken olmasını bekliyoruz " dedi.

Bazı iklim modelleri rüzgarların yoğunlaştığını ve iklim değişikliğinden dolayı Güney Okyanusu'ndaki devrilme sirkülasyonunun hızlanmasının okyanus CO 2 alımını azaltacağını gösteriyor . Önümüzdeki yüzyıl boyunca, modeller ayrıca, karbon yutağını etkilemesi beklenen deniz buzu örtüsünde ve yüzey okyanus ısınmasında, tazelenmesinde ve tabakalaşmasında azalmaları öngörüyor. Bu süreçlerin CO genel dengesini etkileyecek Nasıl 2 Güney Okyanusu'nda alımı ve fışkırması belirsizdir.

South Florida Üniversitesi Deniz Bilimleri Koleji'nde yardımcı doçent olan eş yazar Nancy Williams, "Muhtemelen gelecekteki okyanus ve iklim değişikliği tahminlerimizi iyileştirmenin en iyi yolu, sistemin bugün nasıl davrandığını daha iyi anlamaktır" dedi . "Bu, kışın Güney Okyanusu gibi tarihsel olarak az örneklenmiş bölgelerden ve mevsimlerden daha fazla okyanus karbon verisi toplamayı ve bu bulguları okyanus modellerini iyileştirmek için kullanmayı gerektirecek."

Williams ve Sutton'ın Ulusal Bilim Vakfı'nda 2022 kışında Güney Okyanusu'na konuşlandırılması için iki adet daha USV'yi finanse etmek için bekleyen bir önerisi var.

Saildrone'un Antarktika'nın çevresini dolaşması için finansman Li Ka Shing Vakfı tarafından sağlandı. CO 2 gözlemleme teknolojisi gelişimi için büyük destek NOAA'nın Pasifik Deniz Çevre Laboratuvarı ve Küresel Okyanus İzleme ve Gözlem Programı tarafından sağlandı.

NOAA ARAŞTIRMA HABERLERİ