Wody krążące wokół Antarktydy pochłaniają więcej węgla z atmosfery niż uwalniają, służąc jako silny pochłaniacz dwutlenku węgla i ważny bufor emisji gazów cieplarnianych.
Nowe obserwacje z samolotu badawczego wskazują, że Ocean Południowy pochłania więcej dwutlenku węgla z atmosfery niż go uwalnia, co potwierdza, że jest silnym pochłaniaczem dwutlenku węgla i ważnym buforem skutków spowodowanych przez człowieka emisji gazów cieplarnianych. Wcześniejsze badania i modelowanie pozostawiły naukowców niepewnych, ile atmosferycznego dwutlenku węgla (CO2) jest pochłaniane przez chłodne wody krążące wokół kontynentu Antarktydy.
W wspieranym przez NASA badaniu opublikowanym w Science w grudniu 2021 r. naukowcy wykorzystali obserwacje atmosferycznego dwutlenku węgla z samolotów, aby „wykazać, że roczny przepływ netto węgla do oceanu na południe od 45 ° S jest duży, z silniejszym wchłanianiem w okresie letnim i mniejszym odgazowywaniem w okresie zimowym niż wskazują inne ostatnie obserwacje”. Odkryli, że wody w regionie pochłonęły około 0,53 więcej petagramów (530 milionów ton metrycznych) węgla niż uwalniały każdego roku.
„Pomiary w powietrzu wykazują spadek poziomu dwutlenku węgla w niższych warstwach atmosfery nad powierzchnią Oceanu Południowego latem, co wskazuje na pobieranie węgla przez ocean” – wyjaśnił Matthew Long, główny autor badania i naukowiec z National Center for Atmospheric Research (NCAR). ). Obserwacje samolotów były gromadzone w latach 2009-2018 podczas trzech eksperymentów terenowych, w tym misji NASA Atmospheric Tomography Mission (ATom) w 2016 roku.
Animacja i nieruchomy obraz na tej stronie pokazują obszary, w których dwutlenek węgla został pochłonięty (kolor niebieski) i wyemitowany (kolor czerwony) przez globalny ocean w 2012 r. (Przejdź do 1:00, aby skupić się na półkuli południowej). Dane pochodzą z ECCO – Model globalnej biogeochemii oceanów Darwina. Badania zostały sfinansowane przez National Science Foundation, NASA oraz National Oceanic and Atmospheric Administration.
Kiedy spowodowane przez człowieka emisje dwutlenku węgla dostają się do atmosfery, część gazu jest pochłaniana przez ocean, proces, który może nieco spowolnić akumulację węgla w atmosferze, a wraz z nim globalny wzrost temperatury. Częściowo jest to spowodowane wypływem zimnej wody z głębin oceanu. Na powierzchni zimniejsza, bogata w składniki odżywcze woda pochłania CO2 z atmosfery — zwykle za pomocą organizmów fotosyntetyzujących zwanych fitoplanktonem — zanim ponownie zatonie.
Modele komputerowe sugerują, że 40 procent CO2 produkowanego przez człowieka w oceanie na całym świecie zostało pierwotnie wchłonięte z atmosfery do Oceanu Południowego, co czyni go jednym z najważniejszych pochłaniaczy dwutlenku węgla na naszej planecie. Jednak pomiar strumienia lub wymiany CO2 z powietrza do morza stanowił wyzwanie.
Wiele wcześniejszych badań strumienia węgla w Oceanie Południowym opierało się w dużej mierze na pomiarach kwasowości oceanów – która wzrasta, gdy woda morska pochłania CO2 – wykonywanych przez pływające, dryfujące instrumenty. W nowych badaniach wykorzystano samoloty do pomiaru zmian stężenia CO2 w atmosferze nad oceanem.
„Nie da się oszukać atmosfery” – powiedział Long. „Chociaż pomiary wykonane z powierzchni oceanu i z lądu są ważne, są one zbyt rzadkie, aby zapewnić wiarygodny obraz strumienia węgla między powietrzem a morzem. Atmosfera może jednak integrować strumienie na dużych przestrzeniach”.
W nowym badaniu naukowcy wykorzystali pomiary w powietrzu z trzech eksperymentów terenowych: ATom, HIPPO i ORCAS. Łącznie eksperymenty terenowe zarejestrowały serię migawek (lub profili) pionowej zmiany dwutlenku węgla na różnych wysokościach atmosfery iw różnych porach roku. Na przykład podczas kampanii ORCAS na początku 2016 r. naukowcy zauważyli spadek stężenia CO2 w miarę opadania samolotu, a także wykryli silne turbulencje w pobliżu powierzchni oceanu, co sugeruje wymianę gazów. Takie profile, wraz z kilkoma modelami atmosferycznymi, pomogły zespołowi lepiej oszacować strumień węgla.
Film z NASA Scientific Visualization Studio i dane z modelu ECCO-Darwin Global Ocean Biogeochemistry Model. Opowieść Sofie Bates, zespołu wiadomości o Ziemi z NASA.
Zobacz również nasze szczegółowe prognozy:
