冬季海冰加剧了南大洋的二氧化碳吸收
新的研究揭示了冬季海冰在南大洋一个地区吸收的大气二氧化碳量的年际变化中的重要性。 在冬季海冰持续时间较长的年份，海洋从大气中吸收的二氧化碳总体上将比海冰形成较晚或提前消失的年份多 20%。 这是因为海冰可以保护海洋免受冬季强风的影响，这些风会导致海洋表面与其更深的富含碳的层之间混合。 的基于在南极半岛西部沿海系统收集的数据，研究结果表明，冬季发生的事情对于解释 CO2 吸收的这种变化至关重要。 该研究由东英吉利大学 （UEA） 的科学家领导，并与阿尔弗雷德·韦格纳研究所、亥姆霍兹极地和海洋研究中心（AWI，德国）、英国南极调查局（BAS，英国）和海洋研究所（IMR，挪威）的同事合作。 它今天发表在journalCommunications 地球与环境。 全球海洋约占人类排放到大气中的所有二氧化碳的四分之一。 南大洋约占其中的 40%，研究人员想知道为什么每年变化如此之大。 的主要作者、东英吉利大学环境科学学院的 Elise Droste 博士说：“我们对南大洋碳循环的描述并不完整，因此我们无法预测其大气中二氧化碳的吸收量是否以及对减缓气候变化的贡献 - 将来会增加、减少或保持不变。 “无论它做什么，它都会影响我们的气候会是什么样子以及变化的速度。 为了改进预测，我们的工作表明，我们需要研究海冰如何影响海洋深层和浅层之间的碳交换。 要做到这一点，我们需要在南大洋进行更多的冬季观测。 南极西部周围的大部分南大洋半岛冬季被海冰覆盖，春夏两季海冰消失。 在春季和夏季，浮游植物的生长和融化的水导致海洋表面的 CO2 浓度较低。 这使得南大洋能够吸收大量大气中的二氧化碳，从而显着减少人为排放的全球影响。 在冬季，随着海冰的形成，下面的海洋与更深的水域混合，这些水域含有大量存在于海洋中几个世纪的“天然”碳。这会导致海洋表面的 CO2 增加到可以释放到大气中的程度。 海冰阻挡了大量这种二氧化碳的“脱气”。 然而，一些 CO2 确实会从海洋中逸出，这是自然季节性循环的一部分。 这种季节性平衡意味着南大洋在一年内吸收的 CO2 总量通常取决于夏季吸收的 CO2 量和冬季的释放量。 “我们没有很好地掌握什么是驾驶这种逐年变化，这使得很难完全理解该系统并提高海洋二氧化碳吸收在未来将如何变化的可预测性，“Droste 博士说。 “一个主要原因是因为我们关于南大洋的数据相对较少，尤其是在冬季。 “在南大洋的恶劣天气和海况下收集观测数据极具挑战性，更不用说海冰覆盖使大部分地区无法进入，甚至最强的破冰船。 然而，这项研究使我们朝着正确的方向迈出了一步。 该研究借鉴了 2010-2020 年的数据，这是一个由 BAS 领导和维护的时间序列，该组织收集南极半岛西部的全年测量值。 在英国的南极研究站罗瑟拉，海洋科学家测量了莱德湾海水的物理特性，并收集了样本用于营养物和二氧化碳分析，这些分析在罗瑟拉和东英吉利大学进行。 使用其他物理和在收集化学数据的同时，该团队能够研究为什么海冰持续时间长的年份与海冰持续时间短的年份不同。 来自 BAS 的 Hugh Venables 博士说：“一系列海洋科学家在南极半岛的罗瑟拉过冬，从小船或海冰雪橇上收集这些样本和其他样本，以构建过去 25 年全年海洋学条件的独特时间序列。 “这一重要结果表明了重要性的采样，并有望在南大洋进行更多的全年采样，包括人类和自主技术。 东英吉利大学海洋生物地球化学教授 Dorothee Bakker 补充说：“这些数据全年都在同一地点收集，这一事实使我们能够研究哪些机制对于解释这个特定地点海洋吸收二氧化碳的年际变化很重要，但我们也可以使用这些机制 洞察更好地了解南大洋其他地区的运作方式。 该研究还涉及来自国家海洋学和应用地球物理研究所（意大利）和哥德堡大学（瑞典）的科学家。 它得到了英国自然环境研究委员会和欧盟地平线 2020 研究和创新计划的资助。