Novo istraživanje koje su predvodili Univerzitet Istočne Anglije (UEA) i Morska laboratorija Plimouth (PML) otkrilo je da Južni okean apsorbuje više ugljen-dioksida (CO 2) nego što se ranije mislilo.
Koristeći direktna merenja razmene CO 2, ili tokova, između vazduha i mora, naučnici su otkrili da okean oko Antarktika apsorbuje 25% više CO 2 nego što su prethodne indirektne procene zasnovane na podacima sa broda sugerisale.
Južni okean igra glavnu ulogu u apsorpciji CO 2 koji se emituje ljudskim aktivnostima, što je proces od vitalnog značaja za kontrolu klime na Zemlji. Međutim, postoje velike nesigurnosti u veličini i varijabilnosti ovog fluksa.
Do sada je procenjeno korišćenjem merenja na brodu, kao što su ona prikupljena za Atlas površinskog okeana CO 2 (SOCAT) sa istraživačkih brodova i jedrilica, podataka sa profilisanih plovaka raspoređenih u okeanu i globalnih modela biogeohemije okeana. Ovi različiti pristupi su proizveli velike varijacije u procenama.
Ova nova studija koristila je novu tehniku nazvanu vrtložna kovarijansa — sa sistemima fluksa montiranim na prednjim jarbolima brodova — za direktno merenje tokova CO 2 vazduh-more tokom sedam istraživačkih krstarenja u regionu.
Rezultati, objavljeni u časopisu Science Advances, pokazuju da će letnji Južni okean verovatno biti snažan ponor CO 2, što dovodi u pitanje mnogo slabije procene zasnovane na podacima o plutanju i simulacijama modela, za koje autori kažu da „značajno potcenjuju“ uočeni CO 2 upijanje.
Autori tvrde da se ova razlika može objasniti uzimajući u obzir temperaturne varijacije u gornjem okeanu i ograničenu rezoluciju, na primer usrednjavanje na predugačkoj vremenskoj skali ili uzorkovanje u previše velikom intervalu, dodajući da trenutni modeli i podaci o plutanju ne uzimaju u obzir za male, intenzivne događaje uzimanja CO 2 .
Glavni autor dr Iuanku Dong, iz UEA-ovog Centra za okeanske i atmosferske nauke (COAS) i PML, trenutno je u GEOMAR Helmholtz centru za istraživanje okeana u Kilu. On je rekao: „Ovo je prvi put da je veliki broj direktnih posmatranja toka CO 2 iz vazduha i mora korišćen za procenu postojećih proizvoda fluksa u Južnom okeanu. Naši nalazi pružaju direktne opservacione dokaze da ovaj okean može uzeti više CO 2 nego prethodno priznata.
„Tačna kvantifikacija ponora CO 2 u Južnom okeanu je od suštinskog značaja za procenu klime na Zemlji. Međutim, to je najneizvesniji region u pogledu procene njegovog kapaciteta ponora CO 2 .
„Naša studija smanjuje ovu neizvesnost i poboljšava razumevanje unosa CO 2 u Južnom okeanu, i preporučujemo da buduće procene uključuju prilagođavanje temperature i rekonstrukciju i modelovanje veće rezolucije.
Tim, koji je takođe uključivao naučnike sa instituta Alfred Vegener i Maks Plank u Nemačkoj, Instituta za pomorstvo u Flandriji u Belgiji i Univerziteta na Havajima u SAD, istražio je nedoslednosti u postojećim procenama CO 2 fluksa, a zatim je koristio vrtložni fluks kovarijanse zapažanja za procenu različitih skupova podataka.
Podaci o krstarenju pokrivali su približno 3.300 sati — oko 175 dana — merenja tokom leta na Antarktiku 2019. i 2020., definisanih od novembra do aprila u studiji, u oblasti veoma dinamičnih frontalnih zona. Merenja su vršena na svakih sat vremena u poređenju, na primer, sa otprilike svakih 10 dana za one sa plutajućih.
Dr Mingki Iang, koautor studije i hemijski okeanograf u PML-u, rekao je: „Južni okean je ključni ponor CO 2, ali su magnitude i lokacije ovog unosa okeana neizvesne. PML-ov autonomni i visokofrekventni vrtložni kovarijansni sistem je značajno povećao broj direktnih merenja fluksa CO 2 vazduh-more u ovom regionu.
„Ovaj rad nudi prvo poređenje između direktnih merenja CO 2 fluksa i procena iz grubih proizvoda podataka i globalnih modela na velikoj prostornoj/vremenskoj skali. Pomogao je da se ovi validiraju i rasvetle načine za njihovo poboljšanje.“
Nedostatak zimskih podataka je opšti problem kod brodova zbog teškoća u pristupu regionu u to vreme, što plovci delimično rešavaju. Priznajući da njihovi podaci o krstarenju pokrivaju samo neke delove Južnog okeana tokom leta, autori kažu da su kontinuirani napori ka visokokvalitetnim posmatranjima od suštinskog značaja za poboljšanje procena tokova CO 2 vazduh-more.
Ovo bi moglo uključiti proširenje merenja na više brodova i dalje raspoređivanje bova i dronova, posebno u zimskoj sezoni. Dodatna zapažanja zimi od strane platformi bez nadzora takođe mogu pomoći da se popuni praznina u sezonskim podacima.
Profesor Tom Bell, koautor i biogeohemičar PML Ocean-Atmosphere, dodao je: „Nedavno smo premestili naš sistem fluksa na novi ledolomac, RRS Sir David Attenborough, i prikupili prvi set merenja fluksa tokom istraživačkog krstarenja u Veddell Sea ranije ove godine Cilj nam je da nastavimo sa ovim vrednim radom u narednim godinama, što je od suštinskog značaja za praćenje trenutne klime i predviđanje budućih promena.
Istraživači takođe upozoravaju da je količina merenja CO 2 na površini okeana drastično opala poslednjih godina, delom zbog pandemije COVID-a, ali i zbog manjeg finansiranja. Broj godišnjih skupova podataka u SOCAT-u, na primer, smanjen je za 35% od 2017. do 2021. godine—i 40% za Južni okean.
Dr Dorothee Bakker, iz UEA COAS-a i predsjedavajuća SOCAT-a, rekla je: „Postoji stvarna potreba za održivim i proširenim finansiranjem mjerenja CO 2 na površini okeana i njihove SOCAT sinteze, kako bi se ograničilo unos CO 2 u Južnom okeanu, kako bi se podržalo Globalna inicijativa Svetske meteorološke organizacije za praćenje gasova staklene bašte i za informisanje o klimatskoj politici.“
