研究证实南大洋吸收碳——温室气体排放的重要来源

2012 年 1 月 3 日至 8 月 15 日

环绕南极洲的水域从大气中吸收的碳多于释放的碳，是强大的碳汇和温室气体排放的重要缓冲区。

研究飞机的新观察表明，南大洋从大气中吸收的碳多于释放的碳，证实它是一个强大的碳汇，也是缓解人为温室气体排放影响的重要缓冲区。 之前的研究和建模让研究人员不确定大气中的二氧化碳 (CO .) 量₂) 被南极洲周围的冷水吸收。

在一个 美国宇航局-支持 该研究发表 在一个 科学 2021 年 12 月，科学家们使用飞机对大气二氧化碳的观测“表明每年流入 45°S 以南海洋的碳净流量很大，与最近的观测结果相比，夏季吸收更强，冬季释气更少。” 他们发现该地区的水每年吸收的碳比释放的碳多约 0.53 拍克（5.3 亿公吨）。

该研究的主要作者、国家大气研究中心 (NCAR) 的科学家马修·朗 (Matthew Long) 解释说：“空中测量显示，夏季南大洋表面上方的低层大气二氧化碳减少，表明海洋吸收了碳。” ）。 2009 年至 2018 年的飞机观测数据是在三项实地试验中收集的，包括美国宇航局 2016 年的大气层析成像 (ATom) 任务。

此页面上的动画和静止图像显示了 2012 年全球海洋中二氧化碳（蓝色）被吸收和排放（红色）的区域。（滚动至 1:00 以关注南半球。）数据来自ECCO – 达尔文的通用海洋生物化学模型。 该研究由美国国家科学基金会、美国宇航局和美国国家海洋和大气管理局资助。

当人为排放的二氧化碳进入大气时，海洋会吸收一些气体，这一过程可以稍微减缓大气中碳的积累并增加相关的全球温度。 这部分是由于 上升 来自海洋深处的冷水。 一旦到达地表，寒冷、营养丰富的水就会吸收二氧化碳₂ 来自大气——通常在光合生物的帮助下被称为 浮游植物– 在你再次沉没之前。

计算机模型表明，人类产生的二氧化碳中有 40% 是₂ 在世界各地的海洋中，它最初从大气中被吸入南大洋，使其成为我们星球上最重要的碳汇之一。 但是测量二氧化碳的流量或交换₂ 从空中到海上，这是一个挑战。

之前对南大洋碳通量的几项研究严重依赖于对海洋酸度的测量——当海水吸收二氧化碳时，酸度会增加。₂– 由漂浮和漂流机器拍摄。 新研究使用飞机测量二氧化碳浓度变化₂ 在海洋上空的大气中。

“你不能欺骗气氛，”龙说。 “虽然海洋表面和陆地的测量很重要，但它们太稀缺，无法提供大气和海洋中碳通量的可靠图片。然而，大气可以吸收大面积的通量。”

在这项新研究中，研究人员使用了三个现场试验的空中测量结果：ATom、HIPPO 和 ORCAS。 总的来说，现场实验已经捕捉到了二氧化碳在不同海拔高度和不同季节的垂直变化的一系列快照（或一瞥）。 例如，在 2016 年初的 ORCAS 活动期间，科学家观察到二氧化碳减少₂ 着陆期间的浓度，并在海面附近检测到强烈的湍流，表明气体交换。 这些特征以及几个大气模型帮助团队更好地估计碳通量。

来自 NASA 科学可视化工作室的视频和来自 ECCO-达尔文全球海洋生物化学模型的数据。