Уровень углекислого газа в атмосфере продолжает расти, и океан играет решающую роль в смягчении последствий изменения климата, вызванного деятельностью человека. Он поглощает примерно четверть углекислого газа, выбрасываемого в результате деятельности человека.
Однако это поглощение далеко не равномерно распределено по всему мировому океану. Новый спутниковый продукт позволяет составить карту поглощения углерода океаном с беспрецедентным разрешением, предоставляя уникальную информацию об этом высокоизменчивом и сложном компоненте климатической системы Земли.
Мировой океан до сих пор выступал в качестве тормоза климатических изменений, поглотив примерно 90% избыточного тепла и около 25% углекислого газа, выброшенного в атмосферу в результате деятельности человека, например, при сжигании ископаемого топлива.
Хотя поглощение океаном антропогенного углекислого газа замедляет глобальное потепление, это имеет значительные биогеохимические последствия. Поглощение приводит к снижению pH морской воды и изменяет карбонатную химию океана. Эти изменения в химии океана, часто называемые подкислением океана, влияют на морские организмы и меняют морские экосистемы.
Учитывая, что здоровье наших океанов находится под угрозой, а последствия для всей планеты могут быть далеко идущими, крайне важно понять сложности и значительную изменчивость, присущие процессам поглощения углерода океаном.
Хотя учёные добились значительного прогресса в понимании того, как поглощение углерода мировым океаном меняется в зависимости от сезонов и десятилетий, его краткосрочная изменчивость до сих пор изучена недостаточно.
Большинство глобальных наборов данных, используемых в настоящее время для изучения поглощения углерода океаном, предоставляют только ежемесячные данные с разрешением около 100 на 100 километров. Такое ограниченное временное и пространственное разрешение затрудняет фиксацию более тонких, динамичных изменений, управляющих поглощением углерода океаном.
Николас Грубер из Цюрихского университета ETH в Швейцарии сказал: «Увеличение разрешения этих глобальных наборов данных является сложной задачей, поскольку количество прямых измерений углекислого газа на поверхности океана довольно мало во всех регионах и в любое время».
Чтобы решить эту проблему, мы разработали новую версию нашего продукта OceanSODA-ETHZ — глобального набора данных о поверхностном содержании углекислого газа в океане и карбонатной системе океана, предназначенного для изучения поглощения углерода океаном и подкисления океана в сезонном и декадном масштабе.
Этот новый продукт позволяет составлять карты параметров углеродной системы океана каждые восемь дней с разрешением около 25 на 25 километров, что более чем в 30 раз выше, чем у предыдущих продуктов. Ключевой частью подхода является использование спутниковых данных, которые предоставляют подробную информацию для интерполяции измерений во времени и пространстве.
Этот результат был визуализирован в анимации выше, которая показывает различия в обмене углекислого газа между воздухом и морем за период, охватывающий многочисленные ураганы в Атлантическом океане.
Регионы, окрашенные в синий цвет, указывают на поглощение углекислого газа океаном, в то время как регионы, окрашенные в красный цвет, — это места, где углекислый газ выделяется в атмосферу. Стрелки изображают ветры на поверхности океана.
На симпозиуме «Живая планета» ЕКА на этой неделе учёные узнали, как этот новый продукт с высоким разрешением может также выявить последствия кратковременных, но мощных событий в океане.
Профессор Джейми Шатлер из Университета Эксетера сказал: «Благодаря высокой детализации набор данных может помочь нам отделить и понять влияние таких событий, как ураганы, когда глубокие воды, часто с высоким содержанием углерода, могут быть вынуждены подняться на поверхность, что может вызвать внезапные скачки или изменения уровня углекислого газа в поверхностных водах океана».
Улавливая эти мелкомасштабные изменения, продукт открывает новые возможности для изучения того, как океан поглощает углерод и как этот процесс может измениться в будущем на фоне изменения климата.
Роберто Сабиа, учёный по наблюдению за Землёй из ЕКА, сказал: «Тот факт, что мы можем использовать этот метод, чтобы получить новое представление об обмене углекислого газа между океаном и атмосферой, а также о подкислении океана в целом, является большим шагом вперёд в науке об океане. Мы благодарим команду за всю их тяжёлую работу и с нетерпением ждём новых открытий».
Предоставлено Университетом Эксетера.