Для океанолога Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Тимоти ДеВриса и аспиранта Майкла Новицки получение хорошего понимания тенденций в углеродном цикле океана является ключом к совершенствованию существующих моделей поглощения углерода океанами Земли. Эта информация, в свою очередь, может дать более точные прогнозы климата.
Их статья по этой теме опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Мы начали с изучения скорости, с которой СО2 накапливается в атмосфере, а затем сравнили ее со скоростью выбросов», – сказал ДеВриз. «В принципе можно было бы ожидать, что если вы увеличите выбросы на 10 процентов, скорость накопления в атмосфере должна увеличиться, например, на 10 процентов.
«Но мы обнаружили, что скорость, с которой СО2 накапливается в атмосфере, не обязательно учитывает выбросы», – продолжил он. Действительно, посмотрев на данные о выбросах углерода за два десятилетия в сравнении с данными о накоплении углерода в атмосфере, исследователи пришли к некоторым противоречивым результатам.
«В 1990-х годах мы видели, что скорость накопления в атмосфере росла довольно быстро, в то время как выбросы росли не очень быстро», – сказал ДеВриз. «В то время как в 2000-х годах было наоборот, когда выбросы значительно увеличились, но скорость накопления в атмосфере была стабильной."
Эта изменчивость, по словам исследователей, частично связана с поглощающей углерод углерода активностью океана – рядом физических и биологических процессов, которые перемещают углерод с поверхности на глубину. До 40% десятилетней изменчивости накопления СО2 в атмосфере можно объяснить тем, насколько быстро океан поглощает углерод; остальное можно отнести к деятельности в земной биосфере.
«Мы использовали несколько различных методов, которые оценили, насколько быстро СО2 накапливается в океане, и в основном все они согласились с тем, что океан поглощал СО2 медленнее в 1990-е годы, поэтому он быстрее накапливался в атмосфере», – сказал ДеВриз. "В 2000-х годах океан поглощал CO2 быстрее, поэтому он медленнее накапливался в атмосфере."
По словам исследователей, результаты в этой статье подчеркивают, насколько динамичен океан с любым количеством факторов, влияющих на его способность действовать как поглотитель углерода. Одним из основных физических факторов, влияющих на поглощение углерода океаном, является циркуляция океана – CO2 поглощается поверхностными водами, которые затем тонут, поскольку течения переносят его в более прохладные части мира, улавливая парниковый газ из атмосферы.
Как естественное, так и антропогенное потепление может повлиять на глубоководные океанические течения, которые вызваны разницей в плотности воды (холодная, плотная вода опускается, а теплая вода менее плотная и поднимается), по сути, замедляя эти течения, уменьшая скорость, с которой углерод поглощается и делает океан менее эффективным в качестве поглотителя углерода в долгосрочной перспективе. Точно так же другие природные явления, такие как Эль-Ниньо и извержения вулканов, могут изменять температуру и характер ветра, что, в свою очередь, может влиять на океанские течения.
Хорошая новость заключается в том, что климатические модели в целом указывают в правильном направлении.
«Было интересно увидеть, что модели океана в целом имеют тенденцию, но величина была меньше (чем то, что было отмечено в наблюдениях)», – сказал Новицки. "Но возникает следующий вопрос: почему это?"
«Нам необходимо провести дополнительные исследования, чтобы понять, что движет этой изменчивостью», – сказал ДеВриз, который проводил различие между изменчивостью климата – относительно краткосрочными колебаниями от общей тенденции – и изменением климата, долгосрочной тенденцией, при которой климат переходит в новое среднее состояние, «новое нормальное состояние».«По словам исследователей, учет изменения стока углерода в океане в моделях позволит получить более точные прогнозы климата.