一项基于对气体的空中观测的研究表明,南大洋仍在忙于吸收人类燃烧化石燃料所排放的大量二氧化碳。新的结果反驳了 2018 年的一份报告,该报告发现,南极洲周围的海洋可能没有像之前想象的那样吸收那么多的排放量,而且在某些地区实际上可能会将二氧化碳重新排放到大气中。
由于全球变暖,海洋已经变得更加酸性,并储存了创纪录的热量,说海洋可能能够承受更多的气候变化负担,这并不完全是一种安慰(序列号:2017 年 4 月 28 日 ; 序列号:1/13/21)。但“在很多方面,[结论]令人放心,”科罗拉多州博尔德国家大气研究中心的海洋学家马修·朗说。
这是因为人们认为,每年全球海洋吸收的人类二氧化碳排放量中近一半是由南大洋造成的。这意味着它在调节这些排放的一些直接影响方面发挥着巨大作用。然而,基于浮标的估计表明,在一年的时间里,南大洋实际上是二氧化碳的净源而不是汇,最终每年向大气排放约 3 亿吨气体。
相比之下,12 月 3 日发表的新发现 科学,表明从 2009 年到 2018 年,南大洋仍然是一个净汇,每年总共吸收约 5.5 亿吨二氧化碳。
2018 年的研究使用了新部署的深潜海洋浮标,目前数量已近 200 个,这些浮标是南大洋碳和气候观测与建模 (SOCCOM) 项目的一部分。根据 35 个浮标从 2014 年到 2017 年收集的数据进行的计算表明,部分海洋实际上在冬季向大气中释放了大量二氧化碳(序列号:2019 年 6 月 2 日)。这引发了人们的担忧,即南大洋在缓冲气候变化对地球影响方面的作用可能并不像以前想象的那么强大。
然而,朗表示,他和其他研究人员对这一结论有些怀疑。这些浮标可测量深达 2000 米深处的温度、盐度和 pH 值,科学家利用这些数据来计算水中的二氧化碳浓度。但这些计算基于有关海水特性的几个假设,因为实际数据仍然非常稀缺。朗表示,这可能会稍微扭曲数据,导致计算出的水中二氧化碳排放量高于实际排放量。
测量空气和海洋之间二氧化碳流动量的另一种方法是进行空中测量。在这项新研究中,该团队收集了之前在三个独立系列的飞机飞行期间收集的南大洋大片地区的二氧化碳数据——其中一个系列持续于 2009 年至 2011 年,一个系列在 2016 年冬季,第三个系列是从 2016 年开始的几个时期至 2018 年(序列号:9/8/11)。然后,研究人员利用这些数据来模拟每年有多少二氧化碳可能在海洋和大气之间移动。
基于浮标和基于飞机的研究估计了从海洋中移出的二氧化碳总量不同,但两者都发现了冬季海洋吸收二氧化碳较少的季节性模式。加利福尼亚州莫斯兰丁蒙特利湾水族馆研究所的海洋化学家肯·约翰逊(Ken Johnson)没有参与这项研究,他说,这表明这两种类型的数据都呈现出真正的趋势。“我们都一起上上下下。”
目前尚不清楚 SOCCOM 数据是否已关闭。但为了更好地了解哪些偏差可能会影响 pH 值的计算,研究人员必须将从船上获取的水中二氧化碳的直接测量值与同一地点基于 pH 值的估计值进行比较。约翰逊说,此类研究目前正在加利福尼亚海岸进行。
约翰逊说,最重要的一点是,这两个数据集以及南大洋的直接船上测量数据对于了解这些水域在地球碳循环中发挥的作用至关重要。虽然机载研究可以帮助限制南大洋二氧化碳排放数据的整体情况,但浮标分布更广泛,因此能够识别二氧化碳的局部和区域变化,而大气数据则无法做到这一点。
“南大洋是气候系统的飞轮”,是发动机机械的一部分,让一切顺利运转,约翰逊说。“如果我们不能正确了解南大洋,我们就没有太大希望了解世界其他地方。”
